脂質ナノ粒子の製剤発達：脂質スクリーニングの改善とタクロリムス負荷ナノ構造脂質キャリア（NLC）の発達

脂質ナノ粒子は、薬物送達を改善するためのよく知られているナノキャリアです。それらの製剤開発には、通常、3つの製剤ステップが含まれます。最初の部分では、活性の高い負荷能力と高いカプセル化効果を可能にする適切な脂質混合物を特定する必要があります（脂質スクリーニング）。2番目のステップでは、狭いサイズ分布と十分な物理的安定性を備えた小型脂質ナノ粒子の生産を可能にする適切な安定剤を特定する必要があり（安定剤スクリーニング、生産パラメーターの最適化）、3番目のステップでは、バイオ医薬品の有効性を評価する必要があります。得られた結果に基づいて、製剤にはさらなる最適化が必要になります。脂質ナノ粒子の古典的な製剤の発達、特に古典的な脂質スクリーニングは退屈です。したがって、この研究では、ハンセン溶解性パラメーターの決定に基づいた脂質スクリーニングの新しいアプローチを評価し、得られた結果を古典モデルの結果と比較しました。タクロリムスはモデル薬として使用されました。結果は、両方の脂質スクリーニングが同様の結果をもたらし、新しいアプローチが将来の開発に使用できることを示していることを示しました。最適化された製剤は、さまざまな炭素鎖の長さ（C8、C10、C16、C18）を備えたワックス、トリグリセリド、モノアシルグリセロールを含む脂質マトリックスシステムで構成され、カプセル化効率が〜99％を可能にしました。安定剤のスクリーニングは、HLB値が高い界面活性剤、分子量が低く、アルキル鎖の長さが短い界面活性剤が、サイズ分布が狭く物理的安定性を改善する小さな粒子を形成する傾向があることを示しました。最も適切な界面活性剤は、カプリリル/カプリルグルコシド（Plantacare®810）であることがわかりました。これは、アトピー性皮膚にとって非常に穏やかなペグを含まないスタビライザーです。それは約200 nmの粒子サイズと、| 30をはるかに上回るゼータ電位につながりました|MV。最適化された製剤には0.1％のタクロリムスが含まれており、良好な身体的安定性がありました。結論として、限られた数の実験をもたらす脂質の選択のための最適化された方法を確立することができ、この研究では販売された製剤と同様の薬物負荷を備えた脂質ナノ粒子をタクロリムスロードした。

Lipid nanoparticles are well-known nanocarriers for improved drug delivery. Their formulation development typically involves three formulations steps. In the first part a suitable lipid mixture which enables a high loading capacity and high encapsulation efficacy of the active needs to be identified (lipid screening). In the second step suitable stabilizers that enable the production of small-sized lipid nanoparticles with narrow size distribution and sufficient physical stability need to be identified (stabilizer screening, optimization of production parameters) and in the third step the biopharmaceutical efficacy needs to be evaluated. Based on the results obtained the formulations will require further optimization. The classical formulation development of lipid nanoparticles and especially the classical lipid screening is tedious. Therefore, in this study, a novel approach for the lipid screening that was based on the determination of the Hansen solubility parameters was evaluated and the results obtained were compared to the results from the classical model. Tacrolimus was used as a model drug. Results showed that both lipid screenings led to similar results, indicating that the new approach can be used for future developments. The optimized formulation was composed of a lipid matrix system that contained waxes, triglycerides and monoacylglycerols with various carbon chain lengths (C8, C10, C16, C18) and enabled an encapsulation efficiency of ~99%. The stabilizer screening showed that surfactants with high HLB values, lower molecular weight, and shorter alkyl chain length tended to form smaller particles with narrower size distribution and better physical stability. The most suitable surfactant was found to be a caprylyl/capryl glucoside (Plantacare® 810), a PEG-free stabilizer, that is extremely mild for atopic skin. It led to particle sizes of about 200 nm and a zeta potential well above |30| mV. The optimized formulation contained 0.1% tacrolimus and possessed good physical stability. In conclusion, an optimized method for the selection of lipids that results in a limited number of experiments could be established and tacrolimus loaded lipid nanoparticles with similar drug load as a marketed formulation was successfully developed in this study.