薬剤を2000倍に濃縮して内包できる無機ナノ粒子カプセル作製法を確立：医療技術ニュース

北海道大学らは、無機ナノ粒子を構成要素としたナノサイズの中空カプセル構造体作製技術を開発した。薬剤を2000倍以上に濃縮して効率的に内包できるため、次世代の薬物送達キャリアとして期待される。

[MONOist]

　北海道大学は2025年5月21日、無機ナノ粒子を構成要素とした、ナノサイズの中空カプセル構造体を作製する技術を開発したと発表した。東北大学、理化学研究所との共同研究による成果だ。

　今回の研究では、水と混和する有機溶媒とクエン酸水溶液からなる液―液相分離系を利用し、その界面に無機ナノ粒子を集積させることで直径100nmの中空カプセル構造体を形成できることを確認した。クエン酸水溶液の微小液滴から水分子が外部溶媒へと抽出される現象を利用した手法で、混ぜるだけでナノ粒子カプセルを形成できる。

　外部刺激に応じて薬剤を放出できるように、構成粒子には光応答性を持つ金ナノ粒子や、磁気応答性を持つ酸化鉄ナノ粒子などの機能性無機ナノ粒子を用いた。どちらも生体適合性に優れた材料で、粒子表面は生体親和性の高いオリゴエチレングリコール（OEG）で被膜している。

OEG被覆ナノ粒子による液―液相分離界面の安定化を利用したナノ粒子カプセル構造形成機構［クリックで拡大］ 出所：北海道大学

（a）OEG被覆金ナノ粒子、（b）金ナノ粒子カプセルの透過型電子顕微鏡像、（c）クライオ電子トモグラフィーによって再構築された金ナノ粒子カプセルのXY平面のスライス像と3Dモデル［クリックで拡大］ 出所：北海道大学

　研究グループは、このナノカプセルに水分散性ナノ粒子やDNAなどの水溶性分子を2000倍以上に濃縮して内包することに成功。極めて高効率に薬剤を内包できることが示された。

カプセル形成時の塩の濃縮を利用した粒子内包の概略図と実際に形成された金ナノ粒子内包酸化鉄カプセルの走査型電子顕微鏡像と高角度環状暗視野像［クリックで拡大］ 出所：北海道大学

　ナノサイズの中空カプセルは薬剤の内包に適しており、次世代ドラッグデリバリーシステムの有力な運搬体として期待されている。しかし、これまでは有機物を用いた運搬体が主流で、外部刺激に対する応答性が乏しく、薬物放出の空間的、時間的な制御に課題があった。また、薬剤の送達に適した100nmほどのカプセルを安定的に形成することや、薬剤を内包する際の効率性において課題があった。

　今回の研究成果は、光や磁場など外部刺激に応じた薬剤放出が可能なドラッグデリバリー技術の進展や副作用の少ない治療法の確立に貢献することが期待される。