日本語AIでPubMedを検索
溶解性が向上し、エアロゾル性能に優れた吸入可能なナノコンポジット微粒子
Inhalable nano-composite microparticles with enhanced dissolution and superior aerosol performance.
PMID: 32643939 DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.0c00390.
抄録
これまでの研究では、カチオン性ポリペプチド系抗生物質であるコリスチン（Col）と嚢胞性線維症（CF）治療薬であるイバカフトール（Iva）を併用することで、緑膿菌に対する相乗的な抗菌効果が得られることが示されていたが、本研究では、コリスチンとイバカフトールを併用することで、緑膿菌に対する相乗的な抗菌効果が得られることが示された。本研究の目的は、CFと肺感染症を同時に治療することを目的とした、コルとイバカフトール（Iva）の共同投与を目的としたドライパウダー吸入器（DPI）製剤の開発である。水不溶性のイバの溶解性と溶解性を向上させるために、イバをウシ血清アルブミン（BSA）ナノ粒子（イバ-BSA-NPs）にカプセル化した。水溶性のColをマトリックス材料として、L-ロイシンをエアロゾルエンハンサーとして使用し、スプレー凍結乾燥することにより、Iva-BSA-NPsの吸入可能な複合微粒子を製造した。最適な製剤は不規則な形状をしており、微粒子率（FPF）値はColで73.8±5.2%、Ivaで80.9±4.1%であった。IvaとColの両方について「D×√(ρ_tapped )」とFPFの相関関係が確立された。 Ivaの非晶質溶解度は、緩衝液中での結晶溶解度の66倍であった。Iva-BSA-NPは非晶質であり、粉末X線回折で調べたように、噴霧凍結乾燥後も非晶質状態を維持していた。選択したDPI製剤のインビトロ溶解プロファイルは、ColとIvaが3時間以内にほぼ完全に放出されたことを示し、Ivaの放出に関しては、2つの薬剤のジェットミリングされた物理的混合物よりも実質的に高速であった。以上のことから，本研究では，相乗効果のある水溶性薬物をマトリックス材料として用いた新規な吸入可能なナノコンポジット微粒子を開発し，高用量薬剤のための賦形剤の使用量の削減，水溶性薬物の溶解速度の改善，優れたエアロゾル性能を達成した．
Previous studies have shown that combining colistin (Col), a cationic polypeptide antibiotic, with ivacaftor (Iva), a cystic fibrosis (CF) drug, could achieve synergistic antibacterial effects against Pseudomonas aeruginosa. The purpose of this study was to develop dry powder inhaler (DPI) formulations for co-delivery of Col and Iva, aiming to treat CF and lung infection simultaneously. In order to improve solubility and dissolution for the water insoluble Iva, Iva was encapsulated into bovine serum albumin (BSA) nanoparticles (Iva-BSA-NPs). Inhalable composite microparticles of Iva-BSA-NPs were produced by spray-freeze-drying using water-soluble Col as the matrix material and L-leucine as an aerosol enhancer. The optimal formulation showed irregular-shaped morphology with fine particle fraction (FPF) values of 73.8 ± 5.2% for Col and 80.9 ± 4.1% for Iva. Correlations between "D×√(ρ_tapped )" and FPF were established for both Iva and Col. The amorphous solubility of Iva is 66 times higher than the crystalline solubility in the buffer. Iva-BSA-NPs were amorphous and remained in the amorphous state after spray-freeze-drying as examined by powder X-ray diffraction. In-vitro dissolution profiles of the selected DPI formulation indicated that Col and Iva were almost completely released within 3 hours, which was substantially faster regarding Iva release than the jet milled physical mixture of the two drugs. In summary, this study developed a novel inhalable nano-composite microparticle using a synergistic water-soluble drug as the matrix material, which achieved reduced use of excipients for high-dose medications, improved dissolution rate for the water-insoluble drug and superior aerosol performance.