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Design of ophthalmic in situ gel incorporating solid nanoparticles for therapy of retinal disease

Research Project

Project/Area Number 21K06656
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionKindai University

Principal Investigator

Nagai Noriaki  近畿大学, 薬学部, 教授 (90411579)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsナノ結晶製剤 / 点眼製剤 / in situゲル / 薬物送達システム / ビーズミル / 眼内バイオアベイラビリティ / 難溶性薬物 / 薬物療法 / 網膜 / 糖尿病 / バイオアベイラビリティ / ビーズミル破砕 / チロキサポール / 湿式破砕
Outline of Research at the Start

現在の点眼薬では眼後部に位置する網膜に十分な薬物量を送達することが難しいとされてきた。一方、申請者は、湿式破砕法によるナノ結晶の製造法を確立し、粒子径を約100 nm以下にすることで点眼により眼後部まで薬物が到達し、動物モデルにて糖尿病併発網膜疾患の治療に有用であることを明らかとし、点眼による眼後部治療の可能性が期待される。本研究では薬物ナノ結晶を装填したin situゲル化ナノ点眼液を新たに提案し、従来点眼液以上の薬物網膜送達能を有することを示すとともに、“糖尿病網膜症に対する次世代点眼療法の確立”を目指す。

Outline of Final Research Achievements

We prepared ophthalmic formulations (nTRA) containing tranilast nanoparticles (Tra-NPs). In addition, we used in situ gel (ISG) bases comprising combinations of pluronic F127 (F127) and methylcellulose (MC/F127), pluronic F68 (F68/F127), and Carbopol (Car/F127), and developed in situ gels incorporating Tra-NPs (Tra-NP-incorporated ISNGs) such as nTRA-F127, nTRA-MC/F127, nTRA-F68/F127, and nTRA-Car/F127. In conclusion, we found that the combination-ISG base prolonged the residence time of Tra-NPs; however, Tra-NP release from the formulation was attenuated, and the Tmax was delayed longer than that in nTRA. These suggest showed that the balance of drug residence and diffusion in lacrimal fluid are important in providing high ocular bioavailability in formulations containing solid nanoparticles.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬網膜疾患は中途失明の主たる原因であるが、現在の点眼薬では眼後部に位置する網膜に十分な薬物量を送達することが難しいのが現状である。このため、点眼による眼組織および眼内への薬物送達量を高めることは、網膜薬物デリバリーにおいて重要な製剤技術である。本研究では様々な薬物を対象とした薬物ナノ結晶装填in situゲル化ナノ点眼液の処方設計を検討するとともに、点眼後の眼内挙動を明らかとした。本成果は新規薬物送達技術に確立に繋がるものである。また、網膜疾患など眼疾患に対する点眼療法の有用性向上が期待できる面で学術的・社会的意義に優れた知見である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Therapeutic Effects of Hydrogel Formulations Incorporating Troxipide Nanoparticles on Oral Mucositis in Hamsters.2023

    • Author(s)
      Kadowaki R, Ogata F, Nishida M, Komatsu M, Otake H, Nakazawa Y, Yamamoto N, Kawasaki N, Nagai N.
    • Journal Title

      Drug Des Devel Ther.

      Volume: 17 Pages: 3349-3361

    • DOI

      10.2147/dddt.s433776

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    • Author(s)
      Kadowaki Reita、Ogata Fumihiko、Fushiki Aoi、Daimyo Saki、Deguchi Saori、Otake Hiroko、Nagata Mayumi、Sasaki Hiroshi、Kawasaki Naohito、Nagai Noriaki
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Health Care and Sciences

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 20-20

    • DOI

      10.1186/s40780-023-00290-1

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    • Author(s)
      Nagai Noriaki、Ogata Fumihiko、Kadowaki Reita、Deguchi Saori、Otake Hiroko、Nakazawa Yosuke、Nagata Mayumi、Sasaki Hiroshi、Kawasaki Naohito
    • Journal Title

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      Volume: 11 Pages: 1167291-1167291

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1167291

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    • Author(s)
      Deguchi Saori、Kadowaki Reita、Otake Hiroko、Taga Atsushi、Nakazawa Yosuke、Misra Manju、Yamamoto Naoki、Sasaki Hiroshi、Nagai Noriaki
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 7 Pages: 1520-1520

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14071520

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      Nagai Noriaki、Ogata Fumihiko、Ike Ayari、Shimomae Yurisa、Osako Hanano、Nakazawa Yosuke、Yamamoto Naoki、Kawasaki Naohito
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 387-387

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14020387

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    • Author(s)
      Goto Ryoka、Yamada Shigehiro、Otake Hiroko、Nakazawa Yosuke、Oka Mikako、Yamamoto Naoki、Sasaki Hiroshi、Nagai Noriaki
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 1999-1999

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13121999

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      Deguchi Saori、Ogata Fumihiko、Watanabe Masaki、Otake Hiroko、Yamamoto Naoki、Kawasaki Naohito、Nagai Noriaki
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 13 Issue: 9 Pages: 1404-1404

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13091404

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    • Author(s)
      Minami Misa、Otake Hiroko、Nakazawa Yosuke、Okamoto Norio、Yamamoto Naoki、Sasaki Hiroshi、Nagai Noriaki
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 13 Issue: 9 Pages: 1425-1425

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13091425

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      浅井拓己, 門脇玲太, 出口粧央里, 大竹裕子, 岡本紀夫, 中澤洋介, Misra Manju, 長井紀章
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      第73回日本薬学会関西支部総会・大会
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      増田柊也, 後藤涼花, 衣川美宇, 矢野詩歩, 曽谷月香, 大竹裕子, 長井紀章.
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      日本薬学会 第143年会
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      後藤涼花, 出口粧央里, 櫻井達真, 衣川美宇, 明和亮伍, 矢野詩歩, 増田柊也, 岡本紀夫, 金井一亨, 長井紀章
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      出口粧央里, 大迫華乃, 池 彩里, 下前憂梨咲, 大竹裕子, 長井紀章
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      第72回日本薬学会関西支部総会・大会
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      Noriaki Nagai, Ayari Ike, Yurisa Shimomae, Hanano Osako, Hiroko Otake
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      後藤涼花, 山田茂裕, 門脇玲太, 平松範子, 山本直樹, 佐々木 洋, 松永 透, 小早川信一郎, 長井紀章
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      明和亮伍, 森本泰光, 櫻井達真, 大竹裕子, 岡本紀夫, 長井紀章
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  • [Remarks] 近畿大学薬学部 製剤学研究室

    • URL

      https://www.phar.kindai.ac.jp/pharmtec/

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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