再生医療のための注射可能なPHBV微粒子-GGハイドロゲルハイブリッドシステムの開発

Development of an injectable PHBV microparticles-GG hydrogel hybrid system for regenerative medicine.

抄録

微粒子ドラッグデリバリーシステム(DDS)の使用において、標的組織における活性剤の濃度に大きな影響を与える制御不能な変位は、大きな制約の一つである。このような背景のもと、親水性および疎水性のモデル活性薬剤を有するMPの局所送達と長期保持を目的として、ポリ（ヒドロキシブチレート-コ-ヒドロキシバレレート）（PHBV）微粒子（MP）とジェランガム（GG）注射用ハイドロゲルを組み合わせた二相性注射用DDSを提案する。ウシ血清アルブミン(BSA)およびデキサメタゾン(Dex)をそれぞれ親水性および疎水性活性剤のモデルとして担持したPHBV MPsを開発するために、二重乳化-溶媒蒸発法を採用した。さらに、この方法をハイドロゲルの特性とともに改変し、活性剤の送達プロファイルを調整した。この過程で有機相の組成を変化させることにより、PHBV MPの表面トポグラフィー、粒度分布、コア空隙率を調整することができ、その結果、BSAではなくDexのin vitro放出プロファイルを調整することができた。さらに、GG濃度が高いハイドロゲルを埋め込むと、微粒子システムの加工条件とは無関係に、両活性物質の放出がより緩徐かつ持続的になった。

Uncontrollable displacements that greatly affect the concentration of active agents at the target tissues are among a major limitation of the use of microparticulate drug delivery systems (DDS). Under this context a biphasic injectable DDS combining poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) microparticles (MPs) and a gellan gum (GG) injectable hydrogel is herein proposed for the localized delivery and long-term retention of MPs carrying hydrophilic and hydrophobic model active agents. A double emulsion-solvent evaporation method was adopted to develop the PHBV MPs, carrying bovine serum albumin (BSA) or dexamethasone (Dex) as hydrophilic and hydrophobic active agents' models, respectively. Moreover, this method was modified, together with the properties of the hydrogel to tailor the delivery profile of the active agents. Variations of the composition of the organic phase during the process allowed tuning surface topography, particle size distribution and core porosity of the PHBV MPs and, thus, the in vitro release profile of Dex but not of BSA. Besides, after embedding hydrogels of higher GG concentration led to a slower and more sustained release of both active agents, independently of the processing conditions of the microparticulate system.