Vol.34 No.1 (2025)

仲井賞受賞論文

PLGA ナノスフェア配合化粧品の社会実装に向けた技術革新
『PLGA ナノスフェアの加水分解抑制技術(一剤化)の開発』

笹井 愛子、辻本 広行、川嶋 嘉明、山本 浩充

【要旨】

本論文では、医薬製剤用として広く研究されているPLGA(乳酸・グリコール酸共重合体)ナノスフェアの化粧品および医薬部外品への応用と、それを支える技術革新について述べる。PLGA ナノスフェアは、安全性およびドラッグデリバリーシステム(DDS)機能に優れ、特に肌や毛穴への浸透性が高い特徴を持つ。しかし、水分を含む液剤中での加水分解が原因で、製品の保存安定性や機能性に課題があった。本研究では、液剤中での加水分解を抑制し、塗布後に分解が始まるという制御技術を開発することで、一剤化製品の実現に成功した。この技術革新により、従来の二剤式製品から利便性・市場競争力の高い一剤式製品へと進化し、多岐にわたる応用が可能となった。化粧品や育毛剤市場における展開を詳細に述べ、さらに他分野への応用可能性を示す。

【Abstract】
This study focuses on the technological innovation and social implementation of PLGA (poly(lactic-coglycolic acid)) nanospheres in cosmetics and quasi-drugs. PLGA nanospheres are known for their safety and drug delivery system (DDS) capabilities, particularly their ability to penetrate the skin and pores while gradually releasing active ingredients. However, their hydrolysis in liquid formulations posed significant challenges, leading to the degradation of DDS functionality during storage and transportation. To address these issues, we developed a novel "single-agent technology" that prevents hydrolysis in liquid formulations while ensuring controlled degradation after application to the skin or scalp. This innovation eliminated the limitations of traditional two-component formulations, enhancing product usability and market competitiveness. As a result, functional products such as skincare and haircare items utilizing PLGA nanospheres have been successfully commercialized, achieving significant market penetration.

This paper details the technological development, challenges, and strategies behind the successful
application of PLGA nanospheres in a wide range of consumer products and highlights their potential for broader industrial applications.

研究・技術の解説

メトヘモグロビンを基盤とした創薬戦略

田口 和明、鈴木 悠斗、酒井 宏水、松元 一明

【要旨】

ヘム鉄が二価(Fe2+)から三価(Fe3+)に酸化されたヘモグロビンはメトヘモグロビンと呼ばれ、ヘモグロビンと異なる固有特性を有する。臨床では、メトヘモグロビンの固有特性が疾患の治療や診断に利用されている。例えば、シアン、硫化水素、アジド中毒患者の解毒には、酸化剤である亜硝酸ナトリウムを投与して、赤血球中のヘモグロビンをメトヘモグロビンにメト化して解毒を行う。これは、メトヘモグロビンがシアン化物イオン、硫化水素イオン、アジ化物イオンに対し高い結合性を有することを利用している。近年、筆者らは、メトヘモグロビンの固有特性に着目し、世界でも類を見ないメトヘモグロビンを基盤とした創薬研究を展開している。本稿では、ヘモグロビンをリポソームに高濃度に封入した細胞型人工赤血球製剤であるヘモグロビン小胞体を基盤に、シアン中毒、硫化水素中毒、アジド中毒に対する解毒剤として開発したメトヘモグロビン小胞体の開発経緯について紹介する。

【Abstract】
Hemoglobin, when oxidized from the divalent (Fe2+) to the trivalent (Fe3+) state, forms methemoglobin, which possesses inherent characteristics distinct from those of hemoglobin. In clinical settings, the inherent properties of methemoglobin are utilized for the treatment and diagnosis of certain diseases.

For example, in the detoxification of cyanide, hydrogen sulfide, and azide poisoning, sodium nitrite, an oxidizing agent, is administered to convert hemoglobin in red blood cells into methemoglobin for detoxification. This process leverages the high affinity of methemoglobin for cyanide, hydrogen sulfide, and azide. Recently, the authors have focused on the inherent properties of methemoglobin and have embarked on pioneering drug discovery research based on methemoglobin. This paper summarizes the development of methemoglobin-vesicles, which were developed as an antidote for cyanide, hydrogen sulfide, and azide poisoning, based on Hemoglobin-vesicles, a cellular-type artificial red blood cell preparation, which encapsulated hemoglobin in liposomes at high concentrations.


Nose-to-brain 経路を介した脳への薬物送達を可能とする 経鼻粉末製剤の開発:鼻腔内における薬物の溶解性改善を目的とした固体分散体技術の利用

諏訪部 晋、小川 昂輝、田上 辰秋、尾関 哲也

【要旨】

近年、血液脳関門による影響を受けずに薬物を脳へ送達するための製剤として経鼻投与製剤が注目されている。その中でも粉末製剤は物理的安定性や鼻腔内滞留性に優れる一方、特に難水溶性薬物を投与した場合には鼻腔内における溶解性の低さが製剤化における課題となる可能性がある。そこで、筆者は可溶化技術として知られる固体分散体技術を利用した経鼻粉末製剤を調製することで、難水溶性薬物の脳への送達を試みた。難水溶性薬物モデルとしてカルバマゼピンを選択し、6 種類のポリマーから成る固体分散体を調製した。そして、疑似鼻粘液中で溶出試験を行なうことで薬物溶出性に優れる固体分散体を選定した。選定した固体分散体をラットに経鼻投与することで、カルバマゼピンを脳へ効率的かつ選択的に送達できることを明らかにした。本稿では筆者のこれら研究成果を交えながら、経鼻粉末製剤を介した脳への薬物送達における固体分散体技術の有用性を紹介する。

【Abstract】
Intranasal formulations attract attention because of their ability to deliver drugs to the brain, bypassing the blood-brain barrier. Among intranasal formulations, powder dosage forms have advantages in physical stability and retention in the nasal cavity. However, poorly water-soluble drugs are potentially limited to intranasal administration as powder dosage forms due to their low solubility and dissolution in the water.

We focused on the solid dispersion technique, a solubilization technique, to improve the delivery of
poorly water-soluble drugs in powder formulation to the brain. Carbamazepine was selected as the model drug indicating low solubility in water, and solid dispersions consisting of six different polymers were prepared. Solid dispersions exhibiting high drug dissolution were screened by evaluating the dissolution of carbamazepine from six different solid dispersions in artificial nasal mucus. Following this, intranasal administration of the screened solid dispersions to rats demonstrated efficient and selective delivery of carbamazepine to the brain. In this article, we highlight the potential of solid dispersion techniques for effective drug delivery to the brain via intranasal powder formulations.


シクロスポリンA 非晶質ナノ懸濁液の不安定化メカニズム
─ 医薬品有効成分の新しい結晶化経路oriented attachment ─

東 顕二郎、CHEN Ziqiao、植田 圭祐、森部 久仁一

【要旨】

難水溶性中分子薬物の経口吸収性を改善する製剤として非晶質製剤(非晶質固体分散体、コアモルファス、薬物非晶質ナノ粒子など)が挙げられる。非晶質製剤開発においては、懸濁液中での薬物非晶質ナノ粒子の安定性理解が重要となる。本研究では、環状ペプチドであるシクロスポリンA(CyA)をモデル中分子薬物として用い、薬物非晶質ナノ懸濁液の保存安定性について検討した。CyA 非晶質ナノ粒子は、分散安定化剤としてポロキサマー407 を用いたビーズミル粉砕により調製した。粉砕直後では平均粒子径約370 nm のCyA 非晶質ナノ粒子(二次粒子)が得られたが、25℃の保存により粒子径200 nm 程度のCyA 結晶(一次粒子)に変化した。Cryo-TEM 測定の結果、その結晶化メカニズムは非古典的結晶化理論の一つであるoriented attachment に従うことが明らかとなった。本研究結果は、懸濁液中の中分子薬物非晶質ナノ粒子の不安定化が、従来の低分子薬物非晶質ナノ粒子とは異なるメカニズムで起きる可能性を示唆するものである。

【Abstract】
Amorphous formulations including amorphous solid dispersion, co-amorphous and drug amorphous
nanoparticle are suitable formulation techniques to improve the oral absorption of poorly water-soluble mid-size drugs. Understanding the stability of amorphous nanoparticles in suspension is important for the development of amorphous formulations. In this study, the cyclic peptide cyclosporine A (CyA) was used as a model mid-size drug to investigate the storage stability of amorphous nanoparticle suspensions.

Immediately after milling, CyA amorphous nanoparticles (secondary particles) with an average particle size of about 370 nm were obtained. After storage at 25 ℃ , they transformed into CyA nanocrystals (primary particles) with a particle size of about 200 nm. Cryo-TEM measurements revealed that the crystallization mechanism follows an orientated attachment, one of the non-classical crystallization theories. The present results suggest that the destabilization of mid-size drug nanoamorphous in suspension may occur by a different mechanism than that of conventional small-size drug nanoamorphous.

取り巻く話題

容器の成形と内容液の充填を同時に行う BFS(Blow Fill Seal)システムを用いた医薬品製造

三宅 正晃

【要旨】

本稿ではBlow-Fill-Seal(BFS)システムの概略と、ファーマパック社、並びに阪神グループ関連会社の概要、及び創立からの歴史についてご紹介する。BFS に関しては、システムの簡単な説明、容器素材と防腐剤との相性に関する情報、現在の動向等について言及できればと考える。

製剤機械等の紹介

「オープンクリーンシステムKOACH」のご紹介

前田 信哉

【要旨】

当社は、産業用マスクの国内トップメーカーとして、医療現場や防衛省へ製品を提供している。1995 年からプッシュプル型換気装置事業に進出し、2008 年には周囲を囲むことなくISO クラス1 の清浄空間を形成できるオープンクリーンベンチ「KOACH」を開発した。KOACH は、ナノファイバーフィルタ「FERENA」を搭載し、ISOクラス1 という世界最上級清浄度を実現している。高清浄度・低消費電力・短工期という独自の特長が評価され、すでに様々な業界で1,600 以上の導入実績を持つ。製薬業界の品質管理や業務効率化にも貢献できる革新的な製品であるため、本稿にてラインナップや導入事例についてご紹介したい。


超音波振動技術を利用した付着抑制・流動化促進ソリューション

菅野 琢磨、石田 尚

【要旨】

流動層造粒装置などの粉粒体処理装置では、内壁部分への粉体の付着によって様々な問題が生じている。筆者らは、AO Group Japan /(株)イシダテックとともに付着解消方法の一つとして超音波振動技術の適用を検討した。従来の超音波振動技術では、振動エネルギーが熱や音へと変換する、また、付着物を剥離させる作用を与える振動が伝播しにくい箇所が発生することによって広範囲へ十分に振動エネルギーを与えることができないといった課題があった。しかし、本検討に採用した独自の超音波振動システムではそのような課題の解消に有効であることを確認した。上記の超音波振動システムおよび流動層造粒装置への適用事例について本稿で紹介する。

工場(研究所)紹介

高田製薬株式会社 北埼玉工場2号棟
最先端設備を導入した高活性無菌注射剤専用工場の紹介

西渕 晃

【要旨】

ジェネリック医薬品メーカーの高田製薬(さいたま市南区、高田浩樹代表取締役社長)が埼玉県加須市の北埼玉工場敷地内に、最先端技術と最新設備を投入した高薬理活性無菌製剤の生産が可能な専用工場として2号棟を建設し、2023年7月に竣工を迎えた。この新棟はグローバルなGMP に対応する高度な無菌性保証を前提に、ラインアイソレーターを導入し封じ込めと無菌の相反する差圧管理を両立させ、自動化の推進、環境・省エネルギー化にも配慮したコンセプトを基に設計し建設したのでこれら概要を紹介する。


株式会社島津製作所新拠点、Shimadzu Tokyo Innovation Plaza の紹介

小山 晶

【要旨】

2023 年1 月に、神奈川県川崎市殿町地区に株式会社島津製作所の新拠点、Shimadzu Tokyo Innovation Plazaが開所された。この施設は4 階建てで、各階は当社の主要な分析器類を配した展示スペースとなっている。この展示スペースでは、先進的なラボ管理システムや効率的で働きやすいラボ環境を提供することで、分析機器の設置におけるレファレンスとなることを目指している。また、4 階の一角には186 名を収容できるMain hall と交流会に活用可能なスペースとしてラウンジを配置し、外部セミナー等で広くご利用いただけるようになっている。

海外だより

マレーシア マラヤ大学での研究生活

リョン コック ホーン

レポート

第17 回 GMP 技術勉強会報告

四谷 正人



研修会報告

教育委員会に参加して

  • 第22 期 固形製剤教育研修会
    第5 回 「打錠機の構造と打錠障害」 (中川 志保)
  • 第22 期 固形製剤教育研修会
    第3 回 「各種混合機の混合特性評価」(串間 由依)
  • 第22 期 固形製剤教育研修会
    第4 回 「造粒装置の解説およびスケールアップの留意点」(川村 優貴)
  • 第19 期 無菌製剤教育研修会
    第1 回 「無菌医薬品製造における重要ポイント」(佐藤 啓斗)
  • 第17 期 半固形製剤教育研修会
    第1 回 「半固形製剤の商品開発、経皮吸収の基礎と活用、半固形製剤の物性評価」(堀澤 瞬)
  • 第17 期 半固形製剤教育研修会
    第2 回 「界面活性剤の構造と半固形製剤の処方組み、エマルション・ゲル・液晶製剤と機能付与」(澤井 謙吾)