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エレクトロスピニング技術を用いた吸入粉末剤新規調製法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K15263
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関岐阜薬科大学

研究代表者

伊藤 貴章  岐阜薬科大学, 薬学部, 助教 (20878160)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードエレクトロスピニング / 電界紡糸法 / 吸入治療 / 吸入粉末剤 / バイオ医薬 / 核酸医薬 / 製剤設計 / ドラックデリバリー / エレクトロスピニング法 / 肺送達性 / 空気力学的粒子径 / エレクトロスピニング (電界紡糸) / 製剤学 / ナノファイバー
研究開始時の研究の概要

吸入粉末剤 (DPI)は吸入剤開発の第一選択であるものの、①調製の際、高温処理するため熱に弱い薬物に適用できない、②粒子の付着凝集性が高く、肺送達性が使用者の吸入能力に依存する問題がある。
申請者は、薬物を室温で繊維固化できるエレクトロスピニング (ES)法に着目した。繊維構造を維持しつつ中空多孔低密度に微粒子化することで、付着凝集を防ぎつつ肺送達性に優れるDPIが調製できる。
本研究では、ES法DPIの製剤設計基盤を構築する。肺送達性および薬物安定性を評価軸に、ES法DPI調製の最適条件を明らかにする。そして、様々な薬物を用いてES法DPI調製技術の汎用性を証明し、実用化への道筋をつける。

研究成果の概要

既存の吸入粉末剤(DPI)調製法は、高温処理するため熱に弱い薬物に適用できない問題がある。本研究は、エレクトロスピニング(ES)法を新規吸入粉末剤調製法として応用するため、ES法DPI調製技術の有用性を証明し、実用化への道筋をつけることを最終目標とした。タンパク質をモデル薬物として用い、ES法DPIを調製した。その結果、タンパク質の活性を95%維持しつつ、製剤化することに成功した。対照群としてネブライザー処理したタンパク質吸入液剤は、活性が60%未満まで低下した。この結果は、ES法が熱やせん断ストレスに弱い医薬品に対する有用な製剤化技術であることを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エレクトロスピニング(ES)法は装置のノズルから放出された試料溶液が、コレクターに捕集される過程でナノファイバー固化するため、熱を必要とせずあらゆる薬物を粉末固化できる。微粒子化方法は、凍結粉砕やジュールトムソン効果を利用したジェットミルなど、熱が発生しない技術が確立されている。以上の点から、ES法ファイバーマットの微粒子化は抗体医薬や核酸医薬など熱に弱い薬物との親和性が高い。吸入粉末剤(DPI)におけるES法の利用価値を実証できれば、抗体医薬や核酸医薬に対するDPI開発のブレイクスルーが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Dry Powder Inhalers for Proteins Using Cryo-Milled Electrospun Polyvinyl Alcohol Nanofiber Mats2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Takaaki、Yamazoe Eriko、Tahara Kohei
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 16 ページ: 5158-5158

    • DOI

      10.3390/molecules27165158

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉砕補助剤を添加したエレクトロスピニング法吸入粉末剤の調製2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 貴章、玉城 慎太郎、山添 絵理子、田原 耕平
    • 学会等名
      省エネルギーに貢献する粒子設計・粉体プロセスの薬工連携研究会 2023年度若手研究者討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 吸入粉末剤調製を志向した電界紡糸ナノファイバーマットの粉砕条件の検討2022

    • 著者名/発表者名
      奥田寛生, 伊藤貴章, 山添絵理子, 田原耕平
    • 学会等名
      日本薬剤学会 第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] エレクトロスピニング技術を用いたバイオ医薬用吸入粉末剤の製剤設計2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 貴章, 奥田 寛生, 山添 絵理子, 田原 耕平
    • 学会等名
      省エネルギーに貢献する粒子設計・粉体プロセスの薬工連携研究会 2022年度若手研究者討論会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界紡糸ファイバーを用いた造粒工程を省略できる新規吸入粉末剤調製法2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 貴章, 玉城 慎太郎, 山添 絵理子, 田原 耕平
    • 学会等名
      第39回製剤と粒子設計シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 電界紡糸技術を用いた低安定性薬物の吸入粉末製剤化2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 貴章
    • 学会等名
      国際粉体工業展 東京 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] D-マンニトールを添加した電界紡糸(エレクトロスピニング)吸入粉末剤の調製2022

    • 著者名/発表者名
      玉城 慎太郎, 伊藤 貴章, 山添 絵理子, 田原 耕平
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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