抗がん剤投与による口腔粘膜炎に対する多孔性ハイドロゲルの開発

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08466
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 花輪 剛久 東京理科大学, 薬学部薬学科, 教授 (00302571)
• 研究分担者: 河野 弥生 東京理科大学, 薬学部薬学科, 講師 (50711660) ; 廣木 章博 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (10370462) ; 田口 光正 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (60343943) ; 佐藤 光利 明治薬科大学, 薬学部, 教授 (60231346) ; 本間 真人 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90199589)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ハイドロゲル / 電子線照射 / 口腔粘膜炎 / 創傷治癒 / ドレッシング材 / 多孔性 / 凍結融解法 / 鋳型

研究実績の概要

(1)メチルセルロース(MC)、ヒプロメロース(HPMC)、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)は医薬品添加物として汎用されている水溶性高分子であり、電子線照射により、ハイドロゲルが得られることが報告されている。2018年度はこれらの高分子で調製したハイドロゲルを薬物担体として応用するに当たり、導入する薬物量の向上を目的にハイドロゲルを粉砕し、物理化学的性質への影響について検討した。
(2)種々の高分子（MC、HPMC、HPC）の20%水溶液に電子線照射（20、30及び50 kGy）したハイドロゲルをブレードミルにより粉砕した。得られた粉砕物の性状（SEM観察、粒子径）観察および物理化学的性質［ゲル分率、FT-IR、熱分析（DSC）、放出試験（薬物：Flurbiprofen、以下FP）］を評価した。
(3)粉砕物の粒子径はMC＞HPMC,HPC（MC：0.6 mm、HPMC≒HPC：約0.24および0.18mm）であり、素材により粉砕物の粒子径に違いが認められた。3種類の水溶性高分子のゲル分率は、電子線の照射量に依存（50kGy＞30kGy＞20kGy）した。MCおよびHPMCのDSC曲線には粉砕の有無による違いは認められなかったが、HPC粉砕物のDSC曲線には180~200℃付近に発熱ピークが認められた。FPを導入したハイドロゲルの放出試験では電子線の照射量により、FPの放出率に違いが認められ、電子線ハイドロゲルの粉砕物においても物性の異なる粉砕物を組み合わせることにより放出制御できる可能性を示唆する結果が得られた。

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

粘膜および創傷部位に貼付可能な細孔を形成するための鋳型の選択に時間を要しているが、ポリビニルアルコールの凍結融解法と電子線照射法を組み合わせることで、一定形状に成形後のハイドロゲル調製が可能と予想されることから、「おおむね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

(1)多孔性ハイドロゲルの調製：数種類の鋳型を成形し、まず、ポリビニルアルコールなど、電子線照射せずにハイドゲルを形成する高分子により予備成形した試料に電子線照射して架橋する。
(2)調製したゲルの細孔の有効性、例えば粘膜や創傷部位への付着力などをクリープメーターなどにより評価する。また、実際にメトロニダゾールなどの抗生物質や、塩化亜鉛などのタンパク変性作用を有する物質を導入した際の医薬品の放出挙動、治療効果などについて検証する。

次年度使用額が生じた理由

申請当初予定していた鋳型設計のための3Dプリンター購入から外注によりより精度の高い鋳型成形に切り替えたため、当該費用を次年度に繰り越して使用しようと考えたため。

研究成果

• [雑誌論文] Gellan gum: A new member in the dysphagia thickener family (2019)
  • 著者名/発表者名: Ophelie Torres, Ayuri Yamada, Neil M. Rigby, Takehisa Hanawa, Yayoi Kawano, Anwesha Sarkar
  • 雑誌名: Biotribology 巻: 17 ページ: 8-18
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotri.2019.02.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] 内製剤の流れ-上流（医療ニーズ）上流から下流（臨床応用）-に大学はどう係われるのか？ (4) 掲載誌名または プロシーディングス名 (2018)
  • 著者名/発表者名: 花輪 剛久，百 賢二，河野 弥生，米持 悦生，山内 仁史
  • 雑誌名: AKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN138 巻: 138 ページ: 751-752
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of wound healing induced by hyaluronic acid (2018)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Kawano, Rihoko Kageyama, Takuya Iyoda, Fumio Fukai, Takehisa Hanawa
  • 雑誌名: New Biotechnology 巻: 14 ページ: 134-134
  • DOI: 10.1016/j.nbt.2018.05.990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting miR-223 in neutrophils enhances the clearance of Staphylococcus aureus in infected wounds (2018)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Kawano, Takehisa Hanawa, Rina Takahashi et al.
  • 雑誌名: EMBO Molecular Medicine 巻: 2018 ページ: 1-21
  • DOI: 10.15252/emmm.201809024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glyoxalase 1 gene is highly expressed in basal-like human breast cancers and contributes to survival of ALDH1-positive breast cancer stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Shoma Tamori, Yuka Nozaki, Hitomi Motomura, Hiromi Nakane, Reika Katayama, Chotaro Onaga, Eriko Kikuchi, Nami Shimada, Yuhei Suzuki, Mei Noike, Yasushi Hara, Keiko Sato, Tsugumichi Sato, Kouji Yamamoto, Takehisa Hanawa, Misa Imai, Ryo Abe, Atsushi Yoshimori, Ryoko Takasawa, Sei-Ichi Tanuma and Kazunori Akimoto
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 36515 - 36529
  • DOI: 10.18632/oncotarget.26369
  • 査読あり
• [学会発表] 創傷管理製品のユーザビリティーに関するニーズ探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 茂野 奈穂子，河野 弥生，花輪 剛久
  • 学会等名: 医療薬学フォーラム2018，第26回クリニカルファーマシーシンポジウム（東京）
• [学会発表] ヒアルロン酸を含有する創傷治療用外用剤の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河野 弥生，影山 理芳子，花輪 剛久
  • 学会等名: 医療薬学フォーラム2018， 第26回クリニカルファーマシーシンポジウム（東京）
• [学会発表] Acceleration of wound healing induced by hyaluronic acid (3) 発表区分 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yayoi Kawano, Rihoko Kageyama, Takuya Iyoda, Fumio Fukai, Takehisa Hanawa
  • 学会等名: European Congress on Biotechnology 2018(Geneva)
  • 国際学会
• [学会発表] 錠剤嚥下時の挙動観察を目的とした硫酸バリウム錠剤の調製と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青木 野恵，河野 弥生，沖田 浩一，源田 亮二，八幡 徹太郎，花輪 剛久
  • 学会等名: 第62回日本薬学会関東支部大会（東京）
• [学会発表] ポリ塩化ビニルの温度応答性薬物担体への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀬谷 翼，河野 弥生， 花輪 剛久
  • 学会等名: 第62回日本薬学会関東支部大会（東京）