製剤設計最適化のためのインシリコ予測技術の開発

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19590045
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 星薬科大学
• 研究代表者: 高山 幸三 星薬科大学, 薬学部, 教授 (00130758)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 製剤設計 / 最適化 / スプライン / ブートストラップ

研究概要

薄板スプライン補間を組み込んだ非線形応答曲面法RSM-S を開発し、長期徐放マトリックス製剤の処方設計最適化に適用した。またブートストラップ法(BS)による最適解の信頼区間の推定を試みた。その結果、主薬を長期にわたり一定速度で放出する製剤の調製条件を最適化することができた。またBSにより推定された最適解の信頼区間は実測値とよく一致した。以上より製剤設計におけるRSM-SおよびBSの有用性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] A statistical approach to the development of a transdermal delivery system for ondansetron (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Obata, Y.Ashitaka, S.Kikuchi, K.Takayama
  • 雑誌名: Int.J.Pharm. 399 ページ: 87-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-organizing map analysis using multivariate data from theophylline powders predicted by a thin-plate spline interpolation (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Yasuda, Y.Onuki, S.Kikuchi, K.Takayama
  • 雑誌名: J.Pharm.Sci. 99 ページ: 4535-4542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of a tablet database containing several active ingredients and prediction of their pharmaceutical characteristics based on ensemble artificial neural networks (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Takagaki, H.Arai, K.Takayama
  • 雑誌名: J.Pharm.Sci. 99 ページ: 4201-4214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of individual test samples in optimal solutions in pharmaceuticals predicted using a nonlinear response surface method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Onuki, S.Kikuchi, A.Yasuda, K.Takayama
  • 雑誌名: Int.J.Pharm. 396 ページ: 75-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase behavior in a ternary lipid membrane estimated using a nonlinear response surface method and Kohonen's self-organizing map (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Onuki, K.Takayama
  • 雑誌名: J.Col.Int.Sci. 343 ページ: 628-633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multivariate statistical approach to optimizing sustained-release tablet formulations containing diltiazem hydrochloride as a model highly water-soluble drug (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kikuchi, K.Takayama
  • 雑誌名: Int.J.Pharm. 386 ページ: 149-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of an experimental design for evaluating the nonlinear optimal formulation of theophylline tablets using a bootstrap resampling technique (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Arai, T.Suzuki, C.Kaseda, K.Takayama
  • 雑誌名: Chem.Pharm.Bull. 57 ページ: 572-579
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reliability assessment for the optimal formulations of pharmaceutical products predicted by a nonlinear response surface method (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kikuchi, K.Takayama
  • 雑誌名: Int.J.Pharm. 374 ページ: 5-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of photo-crosslinked polyacrylic acid hydrogel as an adhesive for dermatologocal patches : Involvement of formulation factors in physical properties and pharmacological effects (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Onuki, M.Nishikawa, M.Morishita, K.Takayama
  • 雑誌名: Int.J.Pharm. 349 ページ: 47-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the reliability of nonlinear optimal solutions in pharmaceuticals using a bootstrap resampling technique in combination with Kohonen's selforganizing maps (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Onuki, K.Ohyama, C.Kaseda, H.Arai, T.Suzuki, K.Takayama
  • 雑誌名: J.Pharm.Sci. 97 ページ: 331-339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bootstrap re-sampling technique to evaluate the optimal formulation of theophylline tablets predicted by nonlinear response surface method incorporating multivariate spline interpolation (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Arai, T.Suzuki, C.Kaseda, K.Takayama
  • 雑誌名: Chem.Pharm.Bull. 55 ページ: 586-593
  • 査読あり
• [学会発表] Novel statistical approach in pharmaceutical formulation development (2010)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 学会等名: 2010 FIP Pharmaceutical Sciences World Congress (PSWC)
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 2010-11-14
• [学会発表] 錠剤処方データベースの構築と一般回帰ニューラルネットワークによる特性予測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川合翔太、菊地伸吾、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第25年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] ジルチアゼム塩酸塩放出制御型製剤における設計変数-内在因子-製剤特性の構造分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊地伸吾、大貫義則、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第25年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] ベイジアンネットワークを用いた固体分散体の設計変数と製剤特性間のモデル化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘、菊地伸吾、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第25年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] ブートストラップ法とKohonenの自己組織化マップを併用した非線形同時最適解の信頼性評価方法:同時最適解における個々の実験点の寄与 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大貫義則、菊地伸吾、安田昭仁、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第25年会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-05-12
• [学会発表] 計量薬学的手法による製剤処方の最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 自己組織化マップとベイジアンネットワークを利用したテオフィリン錠剤処方の潜在構造モデリング (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田昭仁、大貫義則、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] アンサンブルニューラルネットワークによる錠剤処方の特性予測:データベースの拡充と新規アルゴリズムの導入 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高垣恵介、荒井宏明、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] Effect of an experimental design for evaluating the nonlinear optimal formulation of theophylline tablets using a bootstrap resampling technique (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Arai, T.Suzuki, H.Nakagami, C.Kaseda, K.Takayama
  • 学会等名: 2009 AAPS Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Los Angels, U.S.A.
  • 年月日: 2009-11-08
• [学会発表] A novel statistical method to setup the design space for the optimal formulations of pharmaceutical products (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊地伸吾, 高山幸三
  • 学会等名: The 2nd Joint Symposium on Future Prospect of Pharmaceutical Sciences 2009
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2009-10-29
• [学会発表] ジルチアゼム塩酸塩長期徐放システムの最適設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菊地伸吾、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第24年会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2009-05-21
• [学会発表] 錠剤処方データベースの構築とアンサンブルニューラルネットワークによる特性予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高垣恵介、荒井宏明、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] 薄板スプライン補間と自己組織化マップを利用した固形製剤処方の特性クラスタリング (2009)
  • 著者名/発表者名: 安田昭仁、大貫義則、荒井宏明、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] モンテカルロシュミレーションによる製剤処方非線形最適解の信頼性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 菊地伸吾、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 脂質ラフトの形成機構解明を目的とした脂質二重膜モデルの膜物性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大貫義則、高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] Computer-aided design and optimization for pharmaceutical formulations (2007)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 学会等名: The 3rd Annual Pharmaceutical Sciences World Congress
  • 発表場所: Amsterdam, The Netherlands
  • 年月日: 2007-04-22
• [図書] 造粒・打錠プロセスにおける適正操作とトラブル対策ノウハウ集 第7章 実験計画法による製剤の処方設計・最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮嶋勝春、高山幸三
  • 総ページ数: 347(217-249)
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 最新・経皮吸収～開発の基礎から申請のポイントまで～第2章 経皮吸収型製剤の製剤設計 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小幡誉子、高山幸三
  • 総ページ数: 296(40-64)
  • 出版者: 情報機構
• [図書] 基礎から学ぶ製剤化のサイエンス 第1章 物質の溶解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 総ページ数: 335(1-21)
  • 出版者: エルゼビア・ジャパン