なぜナノフォーミュレーション医薬品なのか？

• 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が著しく高いため、薬物キャリアとして優れている。
• その熱力学的安定性は、マクロサイズのエマルション、分散液、懸濁液のような不安定な系よりも優れている。
• 液滴径10nmのナノエマルションの調製には、Hielscher社の超音波発生装置が使用されている。 – 小規模生産と工業生産において。

パワー超音波で作る医薬ナノ製剤

薬理作用は血漿中濃度に直接関係することがほとんどであるため、医薬品有効成分の吸収と生物学的利用能は極めて重要である。カンナビノイド（CBD、THC、CBGなど）やクルクミノイドのような植物化学物質のバイオアベイラビリティは、溶解性の低さ、浸透性の悪さ、全身的な利用可能性の低さ、不安定性、広範な初回通過代謝、または消化管での分解のために制限されている。
ナノエマルション、リポソーム、ミセル、ナノ結晶、または担持ナノ粒子などのナノ製剤は、薬物送達の改善および／または標的化を目的として、医薬品やサプリメントに使用されている。ナノエマルションは、医薬品有効成分（API）や植物化学化合物の高い生物学的利用能（バイオアベイラビリティ）を達成するための非常に優れたビヒクルであることが知られている。さらに、ナノエマルションは、加水分解や酸化の影響を受けやすいAPIを保護することもできます。O/Wナノエマルションにカプセル化された原薬や植物化学物質（カンナビノイド、クルクミノイドなど）は、様々な科学的試験で試験されており、優れた吸収率を持つ薬物キャリアとして確立されています。

経口投与薬剤の超音波ナノ乳化

経口投与されるフラボノイドや他の多くのフェノール活性成分の生物学的利用能は、広範な初回通過グルクロン酸抱合によって著しく制限される。生物学的利用能の低さという制限を克服するために、ナノエマルジョンやリポソームなどのナノサイズの担体が様々な薬物について広く評価され、吸収率の改善において大きな成果を示している。
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ジョンの液滴サイズは、～90.6nm（最小平均粒子径）～110nmであった。
“The results of the pharmacokinetic studies indicated that encapsulation of paclitaxel in nanoemulsions did enhance the oral bioavailability of paclitaxel significantly. The enhanced oral bioavailability, as measured by the area-under-the curve (AUC), of paclitaxel in nanoemulsions might be attributed to the solubilization of the drug in the oil droplets and/or to the presence of surfactants at the oil–water interface. Enhanced absorption of paclitaxel can also be attributed to the protection of drug from chemical as well as enzymatic degradation. Improved oral bioavailability of various hydrophobic drugs in O/W type of emulsions has been reported in the literature.” [Tiwari 2006, 445]

クルクミノイド： Luら（2017、p.53）は、超音波乳化してナノエマルジョンにした超音波抽出クルクミノイドの調製を報告している。クルクミノイドはエタノール中で超音波抽出された。ナノ乳化のために、5mLのクルクミノイド抽出物をバイアルに入れ、窒素下でエタノールを蒸発させた。次に、0.75gのレシチンと1mLのTween 80を加え、均一に混合した後、5.3mLの脱イオン水を加えた。混合物を十分に撹拌した後、超音波処理した。
超音波ナノ乳化の結果、平均粒径12.1ナノメートル、球状の均一なクルクミノイドナノエマルジョンが得られ、TEMで測定した（下図参照）。

図：図：クルクミノイド分散液のDLS粒度分布（A）とTEM像（B）、およびTEM像から直接得られた粒度分布（C）。
(写真と研究：© 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、カプセル化を改善し、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、しばしば主要成分として使用される。しかし、ポリマーの使用は粒子径の大きさ（しばしば100nm以上）と相関している。Luらによって調製されたクルクミノイドナノエマルションは、粒子径が12～16nmと大幅に縮小されていた。また、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であることからわかるように、4℃および25℃で6ヶ月間保存した場合、クルクミノイドナノエマルジョンの安定性は高く、保存性も改善された。

医薬品添加剤と超音波ナノ乳化の効果

Dongらは、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及ぼす21の医薬品添加剤とその影響を調査した。5つの賦形剤 – 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化を有意に阻害した。オレイン酸ナトリウムは最も強力なグルクロン酸化阻害剤であった。

メブジピン Khaniら（2016）は、オレイン酸エチル、Tween 80、Span 80、ポリエチレングリコール400、エタノールおよび純水を含むメブジピン担持ナノエマルジョンの製剤化をプローブ型超音波処理装置を用いて調製したことを報告している。その結果、最適な製剤の粒子径は22.8±4.0nmであり、メブジピンナノエマルジョンのバイオアベイラビリティは約2.6倍向上した。in vivo実験の結果、ナノエマルジョン製剤は懸濁液、油溶性溶液、ミセル化溶液と比較して、メブジピンのバイオアベイラビリティを有意に高めることができた。

超音波ナノエマルジョンによる眼内薬物送達

眼科用ナノエマルションは、例えば眼科薬物送達のために、より良い利用可能性、より速い浸透、より高い有効性を達成するために調製されてきた。
Ammar et al (2009)は、緑内障の治療効果を高め、1日の点眼回数を減らし、患者のコンプライアンスを向上させることを目的として、塩酸ドルゾラミドをナノエマルジョン（粒子径8.4～12.8nm）に製剤化した。開発したナノエマルションは、従来の市販品に比べ、薬効発現が早く、薬効が長時間持続し、薬物のバイオアベイラビリティが向上した。
高い治療効果

Morsiら（2014）は、アセタゾラミド担持ナノエマルションを以下のように調製した：1％w／wのアセタゾラミド（ACZ）を界面活性剤／共界面活性剤／オイルブレンドで薬物が完全に溶解するまで超音波処理した後、3％w／wのジメチルスルホキシド（DMSO）を含む水相を滴下添加し、39％w／wの水相を含むナノエマルションを調製し、一方、含水率59％のナノエマルションを調製するために、20％のDMSOを含む水相を使用した。DMSOは、水相添加後の薬物の沈殿を防ぐために添加した。平均液滴径23.8～90.2nmのナノエマルションが調製された。含水率を59％と高く調製したナノエマルションが最も高い薬物放出を示した。
アセタゾラミドをナノエマルジョン化することに成功し、緑内障の治療において高い治療効果を示すとともに、その効果が長時間持続することを明らかにした。

ナノ乳化とナノカプセル化のための高性能超音波発生装置

Hielscher Ultrasonics社は、コンパクトなラボ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重要です。Hielscher社の多種多様なソノトロード、フローセル、オプションの挿入型マルチフェーズキャビテーターMPC48は、ナノサイズのエマルションを標準化された信頼性の高い安定した品質で製造するための最適な処理条件を設定することを可能にします。Hielscher 社の超音波装置は、操作と制御のための最先端のソフトウェアを備えています。 – 標準化された医薬品と医薬品グレードのサプリメントを確実に製造する。
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