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自己乳化現象の制御による「超低密度」多孔質粒子の作製と経肺投与DDSへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H04531
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

村上 義彦  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00339748)

研究分担者 村上 智亮  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10728447)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード多孔質粒子 / 自己乳化 / エマルション / 経肺投与 / 薬物送達システム
研究開始時の研究の概要

本申請研究では、本申請者が発見した「高分子乳化剤(ブロック共重合体)による自己乳化現象」を巧みに利用することによって、「『1回のみ』の乳化操作で『多孔質』粒子が形成する」新しい技術を確立し、空気動力学特性に優れた「超低密度」多孔質粒子を開発することによって、「治療効果が極めて高い経肺投与DDSシステム」の実現を目指す。

研究成果の概要

経肺投与の薬物送達システム(DDS)は、薬物(あるいは、薬物の入れ物である薬物キャリア)を吸入して肺へ薬物を送達する手法であり、「表面積が大きく毛細血管が多い肺胞を利用するため、薬物の吸収効率が高い」「患部に薬物を直接送達することができるため肺疾患の治療効果が高い」「痛みをともなわない」などの利点から、投薬方法としてのさらなる発展が期待されている。本申請課題では、自己乳化現象を詳細に評価することによって、所望の空孔径・空孔数を有する多孔質微粒子を作製した。カスケードインパクター(模擬肺)によって多孔質微粒子の空気道力学的特性を評価したところ、肺深部へ容易に到達する多孔質微粒子の作製に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本技術では、多孔質粒子を形成するために必要な乳化操作は「1回」のみである。そのため、「2回」の乳化操作が必要となる従来の多孔質粒子作製技術と比較すると、プラントの工程数・必要電力が削減され、コストやエネルギーの低減につながる(特に、医療用材料のコスト低減は、加速する高齢化社会の医療費削減につながり、社会的な波及効果が高い)。また不明な点が多かった現象である自己乳化現象について、影響を及ぼす因子を詳細に検討することによって、現象を利用して材料を開拓する際の指針が得られたことに意義がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Thermoresponsive polysaccharide particles: Control of dissolution and release properties2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Takumi、Saito Hiromu、Murakami Yoshihiko
    • 雑誌名

      Journal of Drug Delivery Science and Technology

      巻: 76 ページ: 103793-103793

    • DOI

      10.1016/j.jddst.2022.103793

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Responsive Polysaccharide Microparticles Containing Nanoparticles: Release of Multiple Cationic/Anionic Compounds2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Takumi、Murakami Yoshihiko
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15 号: 13 ページ: 4717-4717

    • DOI

      10.3390/ma15134717

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise control of the surface and internal morphology of porous particles prepared using a spontaneous emulsification method2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Murakami, Y.
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 号: 10 ページ: 3075-3085

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c03311

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile preparation of porous polymeric sheets with different sizes of pores on both sides using spontaneous emulsification2021

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Murakami, Y.
    • 雑誌名

      Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp.

      巻: 614 ページ: 126149-126149

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2021.126149

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した「超低密度」多孔質マイクロ粒子の作製 ~経肺投与DDSへの応用を目指して~2022

    • 著者名/発表者名
      田口諒・村上義彦
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した多孔質マイクロ粒子の作製~経肺投与DDSへの応用に向けて~2022

    • 著者名/発表者名
      田口諒・村上義彦
    • 学会等名
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 自己乳化現象の制御による超低密度多孔質バイオマテリアルの作製2022

    • 著者名/発表者名
      村上義彦, 高見拓, 西村真之介
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会第33回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した「超低密度」多孔質バイオマテリアルの作製 ~経肺投与DDSへの応用を目指した薬物放出制御~2021

    • 著者名/発表者名
      田口諒, 西村真之介, 村上義彦
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 経肺投与DDSを指向した水性二相分配系を用いたエマルションおよび微粒子の作製2021

    • 著者名/発表者名
      森口香帆, 村上義彦
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した「超低密度」多孔質バイオマテリアルの作製 ~経肺投与DDSへの応用を目指した薬物放出制御~2021

    • 著者名/発表者名
      田口諒, 西村真之介, 村上義彦
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 経肺投与DDSを指向した水性二相分配系を用いたエマルションおよび微粒子の作製2021

    • 著者名/発表者名
      森口香帆, 村上義彦
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した多孔質シート作製のための新技術2020

    • 著者名/発表者名
      西村真之介, 村上義彦
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多糖のゾル-ゲル転移を利用した温度応答性マイクロ粒子の開発 ~経肺投与DDSへの応用~2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤拓未, 村上義彦
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 自己乳化現象を利用した「超低密度」多孔質バイオマテリアルの作製 ~経肺投与DDSへの応用~2020

    • 著者名/発表者名
      岡部美咲, 西村真之介, 村上義彦
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 経肺投与DDSを指向した水性二相分配系を用いたエマルションおよび微粒子の作製2020

    • 著者名/発表者名
      森口香帆, 村上義彦
    • 学会等名
      第69回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of temperature-responsive microparticles formed via sol-gel transition for pulmonary delivery2020

    • 著者名/発表者名
      Sato, T., Murakami, Y.
    • 学会等名
      47th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Novel method for preparing porous sheets by using spontaneous emulsification2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Murakami, Y.
    • 学会等名
      47th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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