サトウキビワックスベースの固体脂質ナノ粒子をアトルバスタチンキャリアとしての特性評価およびラットにおける抗高脂血症活性の体内評価

2025-04-25 Fri
学術的背景心血管疾患、特に動脈硬化は、世界的に見ても主要な死因の一つです。コレステロール値の上昇は動脈硬化の主要なリスク要因です。アトルバスタチン（Atorvastatin, ATV）は広く使用されているコレステロール低下薬ですが、初回通過効果（first-pass metabolism）のため、経口バイオアバイラビリティが低いという課題があります。アトルバスタチンのバイオアバイラビリティを向上させるために、研究者たちはさまざまな薬物送達システムを探求しており、その中でも固体脂質ナノ粒子（Solid Lipid Nanoparticles, SLNPs）は、優れた生体適合性、薬物制御放出能力、およびコスト効率の良さから注目されています。サトウキビワックスは、生体適合性が高く、経済的で資源豊富な原材料として、アトルバスタチンの送達効果を改善するためにナノ粒子の合成に使用されました。
論文の出典この研究は、パキスタンのNED University of Engineering and Technology、Jinnah University for Women、およびフランスのUniversité du Maineの研究チームによって共同で行われました。論文は2025年に『Bionanoscience』誌に掲載され、タイトルは「Sugarcane Wax-Based Solid Lipid Nanoparticles as an Atorvastatin Carrier: Characterization and In Vivo Evaluation of Antihyperlipidemic Activity in Rats」です。
研究のプロセス1. 材料と合成研究者たちはまず、サトウキビの搾りかすと濾過泥からサトウキビワックスを抽出し、単一乳化溶媒蒸発法を用いてアトルバスタチンを負荷した固体脂質ナノ粒子（ATV-SLNPs）を合成しました。具体的な手順は以下の通りです：
- 有機相の調製：2グラムのサトウキビワックスを76°Cで溶かし、10ミリグラムのアトルバスタチンを加えて均一な混合物を作成。
- 水相の調製：9ミリリットルの水と1ミリリットルの2% Tween 80を混合。
- 乳化液の形成：有機相を水相にゆっくり注入し、1時間攪拌して油水乳化液を形成。
- 超音波処理：乳化液を10分間超音波処理し、粒子サイズを小さくする。
- 溶媒蒸発：室温で3時間攪拌し、その後50°Cで乾燥させて乾燥したATV-SLNPs粉末を得る。
2. ナノ粒子の特性評価研究者たちは、合成されたナノ粒子をさまざまな方法で特性評価しました：
- フーリエ変換赤外分光法（FTIR）：ナノ粒子の分子間相互作用を分析し、アトルバスタチンがナノ粒子に成功裏に負荷されたことを確認。
- X線回折（XRD）：ナノ粒子の結晶性と粒子サイズを測定し、平均粒子サイズが258.47ナノメートル、結晶性が60.14%であることを明らかに。
- 走査型電子顕微鏡（SEM）：ナノ粒子の形態を観察し、アトルバスタチンを負荷したナノ粒子が高密度であることを示す。
- 封入効率：間接法を用いて測定し、ATV-SLNPsの封入効率が76.01%であることを確認。
3. 生物学的評価研究者たちは、生体内実験を通じてATV-SLNPsの抗高脂血症活性を評価しました：
- 抗酸化活性：DPPHラジカル消去実験により、ATV-SLNPsの抗酸化活性（50.44%）が遊離アトルバスタチン（41.59%）よりも高いことを発見。
- 抗高脂血症活性：高脂肪食誘導高脂血症ラットモデルにおいて、ATV-SLNPsが総コレステロール（TC）、低密度リポ蛋白（LDL）、トリグリセリド（TG）、および超低密度リポ蛋白（VLDL）レベルを有意に低下させ、同時に高密度リポ蛋白（HDL）レベルを上昇させた。
主な結果ナノ粒子の特性評価：FTIRおよびXRD分析により、アトルバスタチンがサトウキビワックスナノ粒子に成功裏に負荷され、ナノ粒子が高い結晶性と均一な形態を持つことが確認された。
封入効率：ATV-SLNPsの封入効率は76.01%に達し、この方法が薬物を効果的に封入できることを示した。
抗酸化活性：ATV-SLNPsの抗酸化活性は遊離アトルバスタチンよりも有意に高く、ナノ粒子が薬物の抗酸化効果を強化できることを示した。
抗高脂血症活性：高脂血症ラットモデルにおいて、ATV-SLNPsがTC、LDL、TG、およびVLDLレベルを有意に低下させ、同時にHDLレベルを上昇させ、より強力な脂質低下効果を示した。
結論この研究は、サトウキビワックスを基盤とした固体脂質ナノ粒子が、アトルバスタチンのバイオアバイラビリティと治療効果を効果的に向上させることができることを示しました。単一乳化溶媒蒸発法を用いて合成されたATV-SLNPsは、高い封入効率と結晶性を持ち、高脂血症ラットのコレステロールレベルを有意に低下させることができました。さらに、この方法のグリーン評価（AGREEスコア0.73）は、環境に優しいことを示しています。全体として、この研究は、より効果的なコレステロール低下薬の送達システムを開発するための新しい視点を提供しています。
研究のハイライト革新性：初めてサトウキビワックスを固体脂質ナノ粒子の基質として使用し、薬物送達への応用を探求。
効率性：ATV-SLNPsはアトルバスタチンの封入効率とバイオアバイラビリティを大幅に向上させた。
環境への配慮：この方法は再生可能資源であるサトウキビワックスを使用し、高いグリーン評価スコアを獲得。
応用の可能性：この研究は、より効果的なコレステロール低下薬の送達システムを開発するための新しい可能性を提供し、幅広い応用が期待される。
その他の価値ある情報この研究は、ターゲット薬物送達メカニズムの探求、異なる保存条件下での製剤の安定性評価、さらに詳細な薬物動態研究の実施など、今後の研究方向性も提案しています。さらに、この方法は他の疎水性薬物の送達にも応用可能であり、製薬分野での応用範囲をさらに拡大する可能性があります。