ドラッグデリバリーシステム開発における薬物動態学的考察の役割。歴史的概観

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Adv. Drug Deliv. Rev..2020 Jun;S0169-409X(20)30061-2. doi: 10.1016/j.addr.2020.06.015.Epub 2020-06-19.

ドラッグデリバリーシステム開発における薬物動態学的考察の役割。歴史的概観

Role of pharmacokinetic consideration for the development of drug delivery systems: A historical overview.

Mitsuru Hashida

PMID: 32565225 DOI: 10.1016/j.addr.2020.06.015.

抄録

ドラッグデリバリーシステムとは、薬物の体内での動きを正確に制御することで、薬物の最適な治療効果を得るためのシステムや技術と定義されています。ターゲティングを目的とした薬物送達システムの機能を最適化するためには、その全身分布プロファイルを系統的に評価・解析する必要があり、クリアランス概念に基づく薬物動態解析が重要な役割を果たします。臓器灌流実験と統計的モーメント解析を組み合わせることで、臓器・細胞レベルでの薬物動態に関する詳細な情報を得ることができます。また、物理化学的特性と分布プロファイルの一般的な関係に基づいて、高分子プロドラッグやタンパク質の高分子コンジュゲートを合理的に設計し、さらにリガンド構造を導入することで細胞特異的なデリバリーを実現しています。これらのアプローチは、リポソームのような粒子状担体にも適用可能であり、核酸医薬のような生物学的薬剤の送達のための様々な機会を提供しています。生理的な皮膚モデルに基づいた経皮吸収解析のためのメカニズム論的アプローチは、ドラッグデリバリーの合理的設計のためのもう一つの機会を提供します。また、細胞治療やナノ材料プラットフォームへの応用など、将来の医薬品における薬物送達技術の可能性についても、薬物動態の考慮と関連して議論している。

Drug delivery system is defined as a system or technology to achieve optimum therapeutic effects of drugs through precise control of their movements in the body. In order to optimize function of drug delivery systems aiming at targeting, their whole-body distribution profiles should be systematically evaluated and analyzed, where pharmacokinetic analysis based on the clearance concepts plays important role. Organ perfusion experiments combined with statistical moment analysis further supply detailed information on drug disposition at organ and cellular levels. Based on general relationship between physicochemical properties and distribution profile, macromolecular prodrugs or polymer conjugates of proteins are rationally designed and further introduction of ligand structure brings cell-specific delivery for them. These approaches are also applicable for particulate carriers such as liposomes and offer various opportunities for biological drugs such as nucleic acid drugs for their delivery. Mechanistic approach for dermal absorption analysis based on physiological skin model offers another opportunity in rational design of drug delivery. Potential of drug delivery technology in future medicines such as cell therapy and nanomaterial platform application is further discussed in relation to pharmacokinetic consideration.