エレクトロスピニング技術を用いた吸入粉末剤新規調製法の開発

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本研究は、「エレクトロスピニング (ES)法を新規吸入粉末剤調製法として応用するための製剤設計基盤構築」を目的としている。本年度は優れた薬物安定性と肺送達性を達成するES法吸入粉末剤 (DPI)の最適条件を見出すことを試みた。モデル薬物にタンパク質であるα-キモトリプシン (α-Chy)または低分子蛍光試薬であるフルオレセインナトリウム、賦形剤に医薬品添加剤を中心とした生分解性ポリマーを採用した。そして、(1)試料や溶液濃度など製剤組成、(2)印加電圧などファイバー調製条件、(3)微粒子化方法を変化させ、物性の異なるES法DPIを調製した。薬物安定性評価として、α-Chyの基質であるp-ニトロフェニル酢酸を添加し、吸光光度計を用いて加水分解物を定量することでα-Chy含有ES法DPI の活性を評価した。その結果、粉砕時間がDPIの薬物安定性に大きな影響を及ぼすことがわかった。長時間の粉砕はα-Chy酵素活性が低下した。また、α-ChyのES法DPIは、水溶液と比べて有意に優れた保存安定性を示した。肺送達性評価として、カスケードインパクターを用い、 ES法DPIの肺到達率を測定した。その結果、粉砕時間がDPIの肺到達率に大きな影響を及ぼすことがわかった。ナノファイバーマットを3分間粉砕したDPIは、肺送達率は20%を超えた。粉砕時間が3分より短い場合、粉砕が不十分で、吸入特性が低下した。長時間の粉砕は、幾何学粒子径を低下させた一方で繊維構造が破壊され、肺到達率が低下した。走査型電子顕微鏡観察の結果、粉砕時間が3分のES法DPIは繊維構造を維持した中空多孔低密度の粒子が観察された。ES法DPIが優れた肺送達性を達成するためには、中空多孔低の繊維構造が重要であると考えられる。