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局所適用製剤のモデルとして、経眼適用製剤を選び、薬物吸収挙動をあらわせる普遍的な数学的モデルを構築することを試みた。このモデルにより、局所適用製剤の合理的な製剤設計、処方設計ができるとともに、各種製剤を同一に評価することができ、薬物治療の適正化において有用性が高い。
そのためにまず、家兎の摘出眼粘膜における各種薬物の膜透過機構を、拡散チャンバーを用いたin vitro系の実験で詳細に解析した。その結果、眼粘膜の薬物透過パターンは拡散方程式であらわすことができ、眼粘膜の種類により大きく異なった。角膜透過性は薬物の脂溶性や分子量により依存することが示され、拡散方程式による解析から、特に薬物の角膜表面への分配過程が大きく影響されていることが明らかとなった。
次に、in situ系の実験を新たに開発して薬物吸収挙動を解析した。その結果、各種眼粘膜の吸収は薬物の脂溶性に依存することが確認された。また、角膜からの薬物透過は遅いものの、眼内への主な経路であることが示された。一方、結膜や強膜からの薬物吸収は速いものの、眼周辺の豊富な血流により、主に全身の循環血へと吸収されることが明らかとなった。
また、家兎に点眼し、涙液中、血液中、眼内組織中の薬物濃度も測定した。これらの結果から、経眼投与後の薬物挙動を予測するため、拡散方程式(遅い移行)とコンパートメントモデル(速い移行)を結合させた、新規数学モデルを構築することができた。
そこで、ヒトにおいて、薬物点眼時の涙液中薬物濃度を測定して、新規数学モデルをもとに、組織中、眼内中薬物濃度の計算を行い、文献値と比較し、ヒトのためのモデルを構築し、in vivo角膜透過パラメーターを算出することに成功した。
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