高機能性製剤のデータベース構築と内部構造の可視化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23590053
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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): 2011 – 2013
• キーワード: 錠剤データベース / ニューラルネットワーク / 自己組織化マップ / 主薬物性 / 品質特性 / 破壊強度 / 崩壊時間 / 比表面積

研究概要

汎用剤形である錠剤にフォーカスを当て、実用に耐える錠剤データベースの構築を試みた。物性の異なる14種類の主薬（API）を選択し、APIを10～80%含有する錠剤約1000セットを調製した。錠剤の破壊強度と崩壊時間を品質特性とし、APIの基礎物性と錠剤品質特性からなるデータベースを構築した。データベースの内部構造を平面マップ上に写像した結果、個々のデータはデータベース内に一様に分布していることが確認された。次にアンサンブル人工ニューラルネットワーク（EANN）を適用し、主薬物性による品質特性の予測の可能性を検証した。その結果、EANNによって錠剤品質物性を高精度に予測できることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction of tablet characteristics from residual stress distribution estimated by the finite element method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, T. Miura, T. Shimada, Y. Onuki, Y. Obata, K. Takayama
  • 雑誌名: J. Pharm. Sci 巻: 102 ページ: 2678-2686
  • DOI: 10.1002/jps.23675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of packaging and heat transfer kinetics on drug-product stability during storage under uncontyrolled temperature conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Yamaji, K. Takayama
  • 雑誌名: J. Pharm. Sci 巻: 102 ページ: 1495-1503
  • DOI: 10.1002/jps.23486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-organizing map analysis using multivariate data from theophylline tablets predicted by a thin-plate spline interpolation (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yasuda, Y. Onuki, Y. Obata, R. Yamamoto, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 61 ページ: 304-309
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/61/3/61_c12-00895/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel approach to establishing the design space for the oral formulation manufacturing process (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Norioka, Y. Hayashi, Y. Onuki, H. Andou, D. Tsunashima, K. Yamashita, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 61 ページ: 39-49
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/61/1/61_c12-00743/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel method for constructing a large-scale desing space in lubrication process by using Bayesian estimation based on the reliability of a scale-up rule (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Maeda, T. Suzuki, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 60 ページ: 1155-1163
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/60/9/60_c12-00340/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel method to construct large-scale design space in lublication process utilizing Bayesian estimation based on a small scale design of experiment and small sets of large scale manufacturing data (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Maeda, T. Suzuki, K. Takayama
  • 雑誌名: Drug Dev. Ind. Pharm 巻: 38 ページ: 1451-1459
  • DOI: 10.3109/03639045.2011.653790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latent structure analysis of the process variables and pharmaceutical responses of an orally disintegrating tablet (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, E. Oshima, J. Maeda, Y. Onuki, Y. Obata, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 60 ページ: 1419-1425
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/60/11/60_c12-00522/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Menthosomes, novel ultradeformable vesicles for transdermal drug delivery : Optimization and characterization (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Duangjit, Y. Obata, H. Sano, S. Kikuchi, Y. Onuki, P. Opanasopit, T. Ngawhirunpat, Y. Maitani, K. Takayama
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull 巻: 35 ページ: 1720-1728
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/bpb/35/10/35_b12-00343/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of the physicochemical properties of active pharmaceutical ingredients to tablet properties identified by ensemble artificial neural networks and Kohonen's self-organizing maps (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuki, S. Kawai, H. Arai, J. Maeda, K. Takagaki, K. Takayama
  • 雑誌名: J. Pharm. Sci 巻: 101 ページ: 2372-2381
  • DOI: 1002/jps.23134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between diffusivity of water molecules inside hydrating tablets and their drug release behavior elucidated by magnetic resonance imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi, Y. Onuki, H. Kuribayashi, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 60 ページ: 536-542
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/60/4/60_4_536/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 5% glucose infusion fluid provokes significant precipitation of phenytoin sodium injection via interruption of the cosolvent effect of propylene glycol (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Onuki, M. Ikegami-Kawai, K. Ishitsuka, Y. Hayashi, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 60 ページ: 86-93
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22223379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reliability evaluation of nonlinear design space in pharma- ceutical product development (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, S. Kikuchi,Y. Onuki, K. Takayama
  • 雑誌名: J. Pharm. Sci 巻: 101 ページ: 333-341
  • DOI: 10.1002/jps.22734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of the manufacturing process for oral formulations using multivariate statistical methods (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Norioka, S. Kikuchi, Y. Onuki, K. Takayama, K. Imai
  • 雑誌名: J. Pharm. Inov 巻: 6 ページ: 157-169
  • DOI: 10.1007/s12247-011-9111-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reliability evalua- tion of the desing space of the granulation process of mefenamic acid tablets using a bootstrap resampling technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Arai, T. Suzuki, S. Yada, C. Kaseda, Y. Onuki, K. Takayama
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull 巻: 59 ページ: 608-617
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/cpb/59/5/59_5_608/_article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latent structure analysis in pharmaceutical formula- tions using Kohonen's self-organizing map and a Bayesian Network (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi, Y. Onuki, A. Yasuda, Y. Hayashi, K. Takayama
  • 雑誌名: J. Pharm. Sci 巻: 100 ページ: 964-975
  • DOI: 10.1002/jps.22340
  • 査読あり
• [学会発表] Prediction of tablet characteistics from residual stress distribution estimated by the finite element method (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, T. Miura, Y. Onuki, Y. Obata, K. Takayama
  • 学会等名: 3rd Conference on Innovation in Drug Delivery : Advances in Local Drug Delivery
  • 発表場所: ピサ(イタリア)
  • 年月日: 20131022-25
• [学会発表] テラヘルツイメージングによる錠剤内密度分布の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘,高桑真樹,入澤昭好,今村元規,小幡誉子,大貫義則,高山幸三
  • 学会等名: 第30回製剤と粒子設計シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20131017-18
• [学会発表] 形状の違いによる錠剤内応力分布の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乙黒沙織,林祥弘,三浦孝宏,小幡誉子,大貫義則,高山幸三
  • 学会等名: 第30回製剤と粒子設計シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20131017-18
• [学会発表] 打錠用杵の表面処理によるスティッキング現象の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原直人,林祥弘,湯汲省吾,島田泰拓,國次真輔,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 製剤機械技術学会第23回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20131010-11
• [学会発表] 製造工程変数が錠剤内残留応力分布に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘,三浦孝広,松永大典,島田泰拓,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第28年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130523-25
• [学会発表] 湿式顆粒圧縮法により製した錠剤における設計変数-顆粒物性-錠剤特性の構造分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原直人,林祥弘,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] イブプロフェン固体分散体製剤の調製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 乙黒沙織,林祥弘,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] 錠剤製造工程がDrucker-Prager Capモデルに及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘,三浦孝広,松永大典,島田泰拓,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] ベイズ推定を活用した効率的なデザインスペース構築手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田仁,鈴木達也,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] 錠剤処方データベースの構築とその内部構造分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷口真歩,林祥弘,前田仁,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会133年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130327-30
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原直人,岡田信人,林祥弘,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 第19回創剤フォーラム若手研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 乙黒沙織,松本智徳,林祥弘,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 第19回創剤フォーラム若手研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2013-12-07
• [学会発表] 有限要素法による錠剤内応力分布の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘,三浦孝広,松永大典,島田泰拓,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第27年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20120524-26
• [学会発表] 錠剤処方データベースの構築とサポートベクターマシンによる特性予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷口真歩,林祥弘,前田仁,大貫義則,小幡誉子,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第27年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20120524-26
• [学会発表] 自己組織化マップを利用した錠剤処方データベースの内部構造の可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊地伸吾,川合翔太,荒井宏明,大貫義則,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120328-31
• [学会発表] 口腔内崩壊錠における設計変数-顆粒物性-錠剤特性の構造分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林祥弘,菊地伸吾,大嶋英津子,谷口真歩,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬学会第132年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120328-31
• [学会発表] Evaluation of reliability of border on design space estimated by nonlinear response surface method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hayashi, S. Kikuchi, Y. Onuki, K Takayama
  • 学会等名: 2011 AAPS Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 20111023-27
• [学会発表] Bootstrap法を用いたメフェナム酸錠の攪拌造粒条件デザインスペースの信頼性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒井宏明,鈴木達也,矢田修一,脇山尚樹,綛田長生,大貫義則,高山幸三
  • 学会等名: 日本薬剤学会第26年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110529-31
• [図書] ドラッグデリバリーシステム第2章量的制御,高分子学会(編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 総ページ数: 29(9-37)
  • 出版者: 共立出版
• [図書] The Drug Delivery System-薬学が語るDDSの世界-,米谷芳枝(編),第3章放出制御の基礎と実際 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高山幸三
  • 総ページ数: 22(39-60)
  • 出版者: 京都廣川書店