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2010 Fiscal Year Annual Research Report

製剤設計最適化のためのインシリコ予測技術の開発

Research Project

Project/Area Number 19590045
Research InstitutionHoshi University

Principal Investigator

高山 幸三  星薬科大学, 薬学部, 教授 (00130758)

Keywords製剤設計 / インシリコ予測 / 最適化 / ベイジアンb\ネットワーク / 共分散構造分析 / ジルチアゼム塩酸塩 / 長期徐放システム / 潜在構造分析
Research Abstract

ジルチアゼム塩酸塩(DTZ)を主薬とする長期徐放マトリックスシステムをモデル製剤として調製し製剤処方に内在する潜在構造を共分散構造分析(SEM)及びベイジアンネットワーク(BN)を用いて解析した。SEMは重回帰分析と因子分析を合わせた線形の多変量解析手法である。またBNはベイズ推定に基づく確率推論を発展させた潜在構造推定手法であり,複雑系の内部構造をネットワーク状に同定するとともに,内在因子の事前確率から製剤特性の事後確率を予測することができる。
モデル製剤の処方成分には,マトリックス内でポリイオンコンプレックスを形成して水不溶性の三次元網目構造を形成するカチオン性デキストラン(EA)及びアニオン性デキストラン(DS)を,また網目構造内で吸水してゲル化するヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)を選択した。混合系の実験計画に従いDTZ100mgを含有する質量250mgの徐放錠14種類を調製した。これらの錠剤からのDTZの溶出性を測定し,50%溶出時間と溶出曲線の類似度を求め製剤特性とした。またDSとEAの結合率,HPMCの粘度及びDTZとマトリックスとの結合率を測定し,これらを内在因子としてSEM及びBNによる解析を実施した。
SEM解析によるパス図の相関係数は低く,線形手法による潜在構造の分析は不可能であった。これに対しBNでは,処方因子-内在因子一製剤特性間の非線形な因果関係がBNモデルとして高精度に同定され,これより複雑な潜在構造を可視化することができた。これより製剤設計における各種因子間の因果関係を解明する上でBNの有用性が示された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2010

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Self-organizing map analysis using multivariate data from theophylline powders predicted by a thin-plate spline interpolation2010

    • Author(s)
      A.Yasuda
    • Journal Title

      J.Pharm.Sci

      Volume: 99 Pages: 4535-4542

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation of a tablet database containing several active ingredients and prediction of their pharmaceutical characteristics based on ensemble artificial neural networks2010

    • Author(s)
      K.Takagaki
    • Journal Title

      J.Pharm.Sci.

      Volume: 99 Pages: 4201-4214

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of individual test samples in optimal solutions in pharmaceuticals predicted using a nonlinear response surface method2010

    • Author(s)
      Y.Onuki
    • Journal Title

      Int.J.Pharm.

      Volume: 396 Pages: 75-82

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase behavior in a ternary lipid membrane estimated using a nonlinear response surface method and Kohonen's self-organizing map2010

    • Author(s)
      Y.Onuki
    • Journal Title

      J.Col.Int.Sci.

      Volume: 343 Pages: 628-633

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multivariate statistical approach to optimizing sustained-release tablet formulations containing diltiazem hydrochloride as a model highly water soluble drug2010

    • Author(s)
      S.Kikuchi
    • Journal Title

      Int.J.Pharm.

      Volume: 386 Pages: 149-155

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A novel statistical approach in pharmaceutical formulation development2010

    • Author(s)
      K.Takayama
    • Organizer
      Pharmaceutical Sciences World Congress(PSWC2010)
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      2010-11-16
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      川合翔太、菊地伸吾、高山幸三
    • Organizer
      日本薬剤学会第25年会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2010-05-12
  • [Presentation] ジルチアゼム塩酸塩放出制御型経口製剤における設計変数-内在因子-製剤特性の構造分析2010

    • Author(s)
      菊地伸吾
    • Organizer
      日本薬剤学会第25年会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2010-05-12
  • [Presentation] ベイジアンネットワークを用いた固体分散体製剤の設計変数と製剤特性間のモデル化2010

    • Author(s)
      林祥弘
    • Organizer
      日本薬剤学会第25年会
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2010-05-12
  • [Presentation] 計量薬学的手法による製剤処方の最適化2010

    • Author(s)
      高山幸三
    • Organizer
      日本薬学会第130年会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      安田昭仁、大貫義則、高山幸三
    • Organizer
      日本薬学会第130年会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      高垣恵介、荒井宏明、高山幸三
    • Organizer
      日本薬学会第130年会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-28

URL: 

Published: 2012-07-19  

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