角膜新生血管抑制のためのBMP4徐放性熱応答性ゲルの開発

Thermoresponsive gel for sustained release of BMP4 to inhibit corneal neovascularization.

• Lifeng Xu
• Yan Zhang
• Shurong Wang
• Huicong Hu
• Shuangling Zhong
• Shihao He
• Yueming Dou
• Zhanfeng Li
• Xuejun Cui

抄録

本研究では、眼術後の角膜新生血管形成（CNV）を抑制するための薬剤を持続的に放出するために、ポロキサマーをベースとした熱応答性ゲルを用いた薬剤徐放システムを模索することを目的としている。そこで、相転移温度が22℃から25℃の熱応答性ゲルを設計・調製した。この熱応答性ゲル溶液中のポロキサマー(P)濃度を18%(w/w)、ε-ポリリジン(EPL)濃度を0.5mg/mL(P-18-EPL-05)としたとき、得られた熱応答性ゲルは生理的条件で適切な粘度と強度を示した。また、P-18-EPL-05の粘度、貯蔵弾性率G'及び損失弾性率G"は、それぞれ8×10 mPa.s、1.17×10 Pa及び3.77×10 Paであった。インビトロでの放出試験では、P-18-EPL-05のゲルはポロキサマー溶液単独よりも薬物放出率が高いことが示された。また，動物実験では，熱応答性ゲルに骨形態形成タンパク質4（BMP4）を担持させた方が，一般的な溶媒を用いた場合よりもCNVを抑制できることが示された。以上の結果から、P-18-EPL-05ゲルは、眼損傷後のCNVを阻害する薬剤持続系として、眼科用途での有望なプラットフォームとなることが示された。

This work aimed to seek a sustained drug release system based on poloxamer-based thermoresponsive gel for sustained release drugs to inhibit corneal neovascularization (CNV) after eye operations. Thus, we designed and prepared a thermoresponsive gel with a phase transition temperature from 22 °C to 25 °C. When the concentrations of poloxamer (P) was 18% (w/w) and ε-Polylysine (EPL) was 0.5 mg/mL (P-18-EPL-05) in the thermoresponsive gel solution, the obtained thermoresponsive gel showed a suitable viscosity and strength in physiological condition. The viscosity, storage modulus G' and loss modulus G" of P-18-EPL-05 were 8 × 10 mPa.s, 1.17 × 10 Pa and 3.77 × 10 Pa, respectively. In-vitro release studies indicated that the drug release ratio of P-18-EPL-05 gel better than that of the poloxamer solution alone. The animal experiments indicated that the thermoresponsive gel loading bone morphogenetic protein 4 (BMP4) was better to inhibit CNV than the common solvent one. Overall, these results demonstrated that P-18-EPL-05 gel would be a promising platform as drug sustained systems for inhibiting CNV after eye injury in ophthalmic applications.

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