微小粒子の形状を自在に制御する技術を農工大が開発、DDSへの応用に期待

東京農工大学(農工大)は、独自開発の自己乳化現象を活用することで、粒子のカタチを自在にコントロールする技術を開発することに成功したと発表した。

同成果は、同大大学院工学研究院応用化学部門の村上義彦教授、同大大学院工学府応用化学専攻博士後期課程3年の西村真之介氏らの研究グループによるもの。詳細はAmerican Chemical Society発行の「Langmuir」(電子版)に掲載された。

多くの穴があいた構造を持つ多孔質材料は、さまざまな用途で活用されていることが知られている。その材料も多岐にわたるが、直径数μmの多孔質の粒子は肺の深層部(肺胞)に薬物を運ぶための担体(薬物キャリア)として近年、期待されるようになってきているという。

これまで研究グループでは、親水性のポリエチレングリコールと疎水性のポリ乳酸が結合した構造を有し、水にも有機溶媒にも溶解する高分子の作用によって、自己乳化が生じること、ならびにこの現象を活用することで、多孔質粒子を低コストかつ低エネルギーで作製する手法を報告してきた。こうして作成される多孔質粒子は、0.05g/cm³という世界最高クラスのタップ密度を実現しており、その軽さから薬物を保持したまま、肺胞まで届くことが可能と考えられてきたが、その高性能化については、粒子の多孔質構造を高精度に制御する必要があったという。

この課題解決に向け、研究グループは今回の研究にて、揮発性が異なる複数の有機溶媒を混合することで、粒子形成にかかる影響を制御できることを突き止めたという。その結果、「内部に空孔がない粒子」、「内部の一部に空孔がある粒子」、「内部の全体に空孔がある粒子」という3つの形態の粒子を自在に作製することに成功したほか、その形成原理の解明にも成功したという。

内部に空孔がない粒子」、「内部の一部に空孔がある粒子」、「内部の全体に空孔がある粒子」のSEM画像 (白線は5μm) (提供:東京農工大学村上義彦教授)

この原理の確立を踏まえ、研究グループでは、さまざま研究領域への波及効果が考えられるとしている。特に、医療分野では、従来は調製が困難であった経肺投与ドラッグデリバリシステム(DDS)に適した薬物キャリアを簡便かつ精密に得ることができるようになるとしており、これを活用することで、自宅で治療可能な疾患が増える可能性が高まることが期待されるようになると説明している。