なぜナノ製剤化した医薬品なのか？

• 超音波ナノエマルションは、単純なミセル溶液よりも可溶化能力が大幅に高いため、薬物キャリアとして優れています。
• その熱力学的安定性により、マクロサイズのエマルション、分散液、懸濁液などの不安定な系に比べて利点があります。
• Hielscherの超音波装置は、小規模生産および工業生産において、液滴径が最小10nmのナノエマルションの調製に使用されています。

高出力超音波による医薬品ナノ製剤の製造

薬理作用は多くの場合、血漿中濃度に直接関係するため、医薬品有効成分の吸収とバイオアベイラビリティは極めて重要です。カンナビノイド（すなわちCBD、THC、CBGなど）やクルクミノイドなどの植物化学成分のバイオアベイラビリティは、低い溶解性、低い透過性、低い全身利用性、不安定性、広範な初回通過代謝、または消化管内での分解によって制限されます。
ナノエマルション、リポソーム、ミセル、ナノ結晶、薬物を担持したナノ粒子などのナノ製剤は、薬物送達の改善および／または標的化のために、医薬品やサプリメントに使用されています。ナノエマルションは、医薬品有効成分（API）や植物化学成分の高いバイオアベイラビリティを実現するための非常に優れた担体として知られています。さらに、ナノエマルションは、加水分解や酸化を受けやすい可能性のあるAPIを保護する場合もあります。O/Wナノエマルションに封入されたAPIおよび植物化学成分（例：カンナビノイド、クルクミノイド）は、さまざまな科学的試験で検証されており、優れた吸収率を持つ薬物キャリアとして広く確立されています。

経口投与薬の超音波ナノ乳化

経口投与されたフラボノイドやその他の多くのフェノール性有効成分のバイオアベイラビリティは、広範な初回通過グルクロン酸抱合によって大きく制限されます。低いバイオアベイラビリティによる制約を克服するため、ナノエマルションやリポソームなどのナノサイズのキャリアがさまざまな薬物について広く評価されており、吸収の改善に大きな成果を示しています。
パクリタキセル： パクリタキセル（がん治療に使用される化学療法薬）を担持したナノエマルションの液滴径は、~90.6nm（最小平均粒子径）から110nmの間でした。
「薬物動態試験の結果は、パクリタキセルをナノエマルションに封入することで、パクリタキセルの経口バイオアベイラビリティが実際に有意に向上したことを示しました。曲線下面積（AUC）で測定された、ナノエマルション中のパクリタキセルの経口バイオアベイラビリティの向上は、油滴内での薬物の可溶化および／または油–水界面における界面活性剤の存在に起因する可能性があります。パクリタキセルの吸収の向上は、薬物が化学的分解および酵素的分解から保護されることにも起因すると考えられます。O/W型エマルションにおけるさまざまな疎水性薬物の経口バイオアベイラビリティの向上が、文献で報告されています。」 [Tiwari 2006, 445]

クルクミノイド： Lu et al. (2017, p.53)は、超音波抽出したクルクミノイドを超音波で乳化し、ナノエマルションを調製したことを報告しています。クルクミノイドは、エタノール中で超音波処理を行い抽出されました。ナノ乳化のために、5mLのクルクミノイド抽出液をバイアルに入れ、窒素雰囲気下でエタノールを蒸発させました。次に、0.75 gのレシチンと1 mLのTween 80を加えて均一に混合し、その後5.3mLの脱イオン水を加えました。この混合物を十分に撹拌した後、超音波処理しました。
超音波ナノ乳化により、平均粒子径12.1ナノメートルの均一なクルクミノイドナノエマルションが得られ、TEMによって球形であることが確認されました（下図参照）。

図：クルクミノイド分散液のDLS粒子径分布（A）とTEM画像（B）、およびTEM画像から直接得られた粒子径分布（C）。
（画像および研究：© Lu et al., 2017）

ポリ乳酸-co-グリコール酸（PLGA）やポリエチレングリコールなどのポリマーは、封入を改善し、安定性と経口バイオアベイラビリティの両方を高めるために、主要成分としてよく使用されます。ただし、ポリマーの使用は、粒子径の増大（多くの場合>100nm）と関連しています。Lu et al.が調製したクルクミノイドナノエマルションは、粒子径が12–16nmへと大幅に縮小していました。保存期間も改善され、当研究のクルクミノイドナノエマルションは、4℃および25℃で6か月間の保存期間にわたり高い安定性を示しました。これは、長期保存後の平均粒子径がそれぞれ12.4 ± 0.5nmおよび16.7 ± 0.6nmであったことから示されています。

医薬品添加剤と超音波ナノ乳化の効果

Dong et al.は、21種類の医薬品添加剤と、モデルフラボノイドであるクリシンのバイオアベイラビリティに対するそれらの影響を調査しました。五種類の添加剤 – すなわちBrij 35、Brij 58、labrasol、オレイン酸ナトリウム、Tween20は、クリシンのグルクロン酸抱合を有意に阻害しました。オレイン酸ナトリウムは、グルクロン酸抱合の最も強力な阻害剤でした。

メブジピン： Khani et al. (2016)は、オレイン酸エチル、Tween 80、Span 80、polyethylene glycol 400、エタノール、脱イオン水を含むメブジピン担持ナノエマルションを、プローブ型超音波装置を用いて調製したことを報告しています。最適な製剤の粒子径は22.8 ± 4.0 nmであり、その結果、メブジピンナノエマルションの相対バイオアベイラビリティが約2.6倍に向上したことが確認されました。生体内実験の結果は、ナノエマルション製剤が、懸濁液、油溶性のもの、ミセル溶液と比較して、メブジピンのバイオアベイラビリティを有意に高められることを示しています。

眼への薬物送達用超音波ナノエマルション

眼科用薬物送達などに用いる眼用ナノエマルションは、利用性の改善、浸透の迅速化、効果の向上を実現するために調製されてきました。
Ammar et al (2009)は、従来の点眼薬と比較して、緑内障治療での効果の向上、毎日の投与回数の減少、患者の服薬遵守の改善を実現するため、ドルゾラミド塩酸塩をナノエマルション（粒子径範囲8.4–12.8nm）に製剤化しました。開発されたナノエマルションは、従来の市販製品と比較して、薬効の迅速な発現と効果の持続、さらに薬物のバイオアベイラビリティの向上を示しました。
高い治療効果を有する

Morsi et al. (2014)は、アセタゾラミド担持ナノエマルションを次のように調製しました。1% w/wのアセタゾラミド（ACZ）を、界面活性剤／補助界面活性剤／油の混合物とともに、薬物が完全に溶解するまで超音波処理しました。その後、3% w/wのジメチルスルホキシド（DMSO）を含む水相を滴下し、39% w/wの水相を含むナノエマルションを調製しました。一方、水分含有率59%のナノエマルションを調製する際には、20% DMSOを含む水相を使用しました。DMSOは、水相添加後の薬物の析出を防ぐために加えられました。調製されたナノエマルションの平均液滴径は23.8–90.2nmでした。水分含有率がより高い59%で調製されたナノエマルションは、最も高い薬物放出を示しました。
ナノ乳化されたアセタゾラミドは、ナノエマルションの形態に製剤化することに成功し、緑内障治療における高い治療効果と持続的な効果を示しました。

ナノ乳化とナノカプセル化用の高性能超音波装置

Hielscher Ultrasonicsは、コンパクトな実験室用ホモジナイザーから工業用ターンキーソリューションまで、超音波システムを提供しています。最高の医薬品グレードのナノエマルションを製造するには、信頼性の高い乳化プロセスが極めて重要です。Hielscherの幅広い種類のソノトロード、フローセル、およびオプションのインサート MultiphaseCavitator MPC48 により、お客様は最適な処理条件を設定し、標準化された、信頼性の高い、一貫した品質でナノサイズのエマルションを製造できます。Hielscherの超音波装置は、操作と制御のための最先端ソフトウェアを搭載しています – これにより、標準化された医薬品と医薬品グレードのサプリメントの信頼性の高い製造を確保します。
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