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2016 年度 実施状況報告書

呼吸器疾患の個別化医療を実現可能にする吸入粉末剤のカスタムメイドデザイン

研究課題

研究課題/領域番号 16K21500
研究機関大阪薬科大学

研究代表者

門田 和紀  大阪薬科大学, 薬学部, 講師(移行) (50709516)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード吸入粉末剤 / 数値シミュレーション / 噴霧乾燥法 / 個別化医療 / 複合粒子 / 中空粒子
研究実績の概要

近年増加する各種呼吸器疾患に対して、個別化医療推進を目指すため、各疾患および患者に応じたカスタムメイドの吸入粉末剤の粒子設計を目指している。
本年度は、数値シミュレーションによって、気管支内における空気の流れおよび気管支内での粒子沈着から、各疾患別に対して有効な場所に到達しやすい粒子物性について把握した。さらに、数値シミュレーションから得られた各気管支の適切な場所に到達しやすい理想的な粒子物性、特に粒子形態などについて制御した粒子を設計し、各疾患に応じた薬物を含む複合粒子の開発を行った。気管支喘息に対しては、モデル薬物としてトラニラストを使用し、局所的な炎症部に到達するために必要な粒子作製を、噴霧乾燥により行った。その際、当研究室で吸入剤の賦形剤として開発してきた高度分岐環状デキストリンを使用し、噴霧乾燥条件によって、様々な粒子形態に制御し、目的とする炎症部位への粒子到達を実現することが可能な粒子設計を行った。さらに、肺結核治療に対しては、肺深部への高い粒子到達性が求められることから、空気力学粒子径が小さくなるように低密度でかつ中空な粒子作製に成功した。この際モデル薬物として肺結核治療に用いられているリファンピシンとイソニアジドによる合剤の粒子設計にも適用することが可能であった。
一方で、気道内での吸入粉末剤の粒子沈着効率を高めることが、治療効果を十分に発揮するためには非常に重要である。そのためには、患者の吸入パターンの違いによる気道内での粒子沈着への影響を把握する必要がある。そこで、吸入速度や吸入動作を数値シミュレーションにより変化させ、気道内での粒子挙動や沈着に及ぼす影響について現在検討中である。特に、息止めが気道内での粒子沈着率を高める可能性があることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

・気管支喘息患者に対して気管支部位に到達可能な粒子設計に成功した。
・数値シミュレーションにおいて、気管支部位への粒子沈着の挙動を明らかとした。
・喘息治療に用いられいてるリファンピシンとイソニアジドによる肺深部への到達性が高い合剤設計に成功した。
・患者に対応した吸入パターンの違いによる気道内粒子挙動および沈着挙動について数値シミュレーションを用いて解析した。

今後の研究の推進方策

・疾患を持った患者の気管支での空気流れの違いや粒子挙動の違いについて解析する。
・気管支喘息治療として用いられている他の薬剤を用いて、局所的に気管支部位に優先的に粒子が到達するような合剤による粒子設計を行う。
・肺結核治療に対してもリファンピシンとピラジナミドによる合剤粒子設計を行う。
・各疾患に応じて目的とする肺内部に粒子が効率的に到達するような吸入パターンや粒子物性についての解析を行う。

次年度使用額が生じた理由

学会参加はおおむね想定通りであったが、この費用が当初参加を予定していた学会よりも近隣であったことによる。また、共同研究先への出張回数も本年度は当初予定より少なかったためである。また、投稿論文については想定通りであったものの、英文校閲費が他の研究室費で賄えたことが挙げられる。

次年度使用額の使用計画

本年度は、CT画像による肺気管支作製に要する委託費、国際学会参加、学会参加、論文校閲費などを要するため、当初要求額および残額を使用する予定である。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Co-amorphous Formation Induced by Combination of Tranilast and Diphenhydramine Hydrochloride2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ueda, Kazunori Kadota, Masaaki Imono, Takuya Ito, Ayaka Kunita, Yuichi Tozuka
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: 106 ページ: 123-128

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2016.07.009.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of highly branched cyclic dextrin in inhalable particles of combined antibiotics for the pulmonary delivery of anti-tuberculosis drugs2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kadota, Arisa Senda, Hideaki Tagishi, John Oluwasogo Ayorinde, Yuichi Tozuka
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 517 ページ: 8-18

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2016.11.060

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 肺結核治療のための高度分岐環状デキストリンを利用した中空吸入粉末合剤の開発2017

    • 著者名/発表者名
      立川智子、タギシ英彰、内山博雅、門田和紀、戸塚裕一
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] 呼吸器疾患の個別化医療に対応した吸入粉末合剤の設計2016

    • 著者名/発表者名
      門田和紀
    • 学会等名
      国際粉体工業展東京2016
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-11-01
  • [学会発表] 肺深部への到達性向上を目指した肺結核治療薬の吸入粉末合剤設計2016

    • 著者名/発表者名
      門田和紀、千田安梨沙、タギシ英彰、戸塚裕一
    • 学会等名
      第66回日本薬学会近畿支部総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-15
  • [学会発表] アミノ酸添加による粒子形態制御したトラニラストによる粉末吸入特性の向上2016

    • 著者名/発表者名
      中山洋平, 國田彩加, 門田 和紀, 戸塚 裕一
    • 学会等名
      第66回日本薬学会近畿支部総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-15
  • [学会発表] ケルセチンの経肺吸入特性に及ぼす1次粒子径の影響2016

    • 著者名/発表者名
      出口貴一、門田和紀、戸塚裕一
    • 学会等名
      第66回日本薬学会近畿支部総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-15
  • [学会発表] 吸入粉末製剤へのシミュレーション技術2016

    • 著者名/発表者名
      門田和紀
    • 学会等名
      製剤機械技術学会第26回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-13 – 2016-10-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 噴霧乾燥法による糖基剤を利用した抗結核薬吸入粉末合剤の最適設計2016

    • 著者名/発表者名
      タギシ英彰、立川智子、門田和紀、戸塚裕一
    • 学会等名
      製剤機械技術学会第26回大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-10-13 – 2016-10-14
  • [学会発表] Highly branched cyclic dextrin as a novel pharmaceutical excipient for pulmonary delivery2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tozuka, Kazunori Kadota
    • 学会等名
      3rd International Conference on Bio-based Polymers and Composites
    • 発表場所
      Szeged, Hungary
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Composite formation of quercetin and biodegradable food materials for inhalation formulations2016

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kadota, Takahito Deguchi, Kumi Semba, Miki Fujimori, Hideaki Tagishi, Yuichi Tozuka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Bio-based Polymers and Composites
    • 発表場所
      Szeged, Hungary
    • 年月日
      2016-08-28 – 2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] リファンピシンとイソニアジド吸入粉末合剤の肺深部到達性向上を目指した糖基剤の選択2016

    • 著者名/発表者名
      タギシ 英彰、千田 安梨沙、門田 和紀、戸塚 裕一
    • 学会等名
      日本薬剤学会第31年会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [学会発表] 幾何学構造を考慮した肺における内部圧力の変化が粒子挙動に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      今中 あゆみ、門田 和紀、戸塚 裕一
    • 学会等名
      日本薬剤学会第31年会
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-21

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公開日: 2018-01-16  

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