先端医療の分野において、薬物の体内分布を制御して副作用を最低限に抑制する、高精度なピンポイント治療を行うドラッグ・デリバリー・システムの研究が進展している。今日に至るまで様々なDDSが臨床試験され、さらに実際の販売へと繋がってきた。このDDS開発にはナノスケールで精密設計された薬物運搬体（キャリア）の開発が重要となる。
DDSの製剤設計においては放出制御、吸収改善、体内分布のコントロールが課題であり、薬剤としての効果を発揮出来る数十
m以上で400nmを超えない大きさに設計する、細胞表面受容体に親和性のある物質（糖類や抗体など）あるいはカチオン性物質を薬物送達キャリア表面に結合させるなど、最適なキャリアの開発は現在も試行錯誤が続いている。そこで本書は実験手順書として、今日までに開発されてきた様々なDDSキャリアの作製・調製手順や特徴、応用例を事例集としてまとめ、医学・薬学を学ぶ学生や大学・企業の研究者の方々に活用して頂くため企画した。また、今後のDDSキャリア研究の更なる発展の一助となることを願っている。
（「巻頭言」より一部抜粋）
目次
第1章 リポソーム
1 PEG修飾 (丸山一雄, 小俣大樹)
1.1 概要
1.2 材料および試薬
1.2.1 リポソーム調製
1.2.2 粒子径測定 (動的散乱法)
1.2.3 濃度測定
1.2.4 PEG修飾リポソームの腫瘍組織への集積
1.3 実験操作
1.3.1 PEG修飾リポソーム (脂質組成 DSPC:DSPE-PEG2k-OMe=94:6 (モル比)) の調製
1.3.2 粒子径の調整
1.3.3 粒子径測定
1.3.4 濃度測定
1.3.5 PEG修飾リポソームの腫瘍組織への集積
1.4 応用
2 糖鎖修飾 (川上茂)
2.1 ガラクトース修飾脂質誘導体による糖修飾リポソームの調製
2.2 ガラクトース修飾コレステロール誘導体の合成
2.3 ガラクトース修飾リポソームの調製法
2.4 放射標識ガラクトース修飾リポソームのヒト肝臓癌由来細胞株HepG2細胞取り込みの評価
2.5 ガラクトース修飾リポソームのマウスでのin vivo体内動態の評価
2.6 マンノース修飾リポソームの評価
2.7 その他の糖鎖修飾リポソーム
3 タンパク修飾 (鈴木亮, 小田雄介, 小俣大樹, 丸山一雄)
3.1 はじめに
3.2 材料および試薬
3.3 実験操作
3.3.1 逆相蒸発法で調製したリポソームへのトランスフェリンの修飾
3.3.2 エタノールインジェクション法で調製したリポソームへのトランスフェリンの修飾
3.4 応用
4 融合タンパク修飾リポソーム (金田安史)
4.1 はじめに
4.2 HVJ
4.3 HVJ-リポソーム
4.3.1 HVJ-anionic liposome
4.3.2 HVJ-cationic liposome
4.4 融合タンパク質を有する再構成リポソーム
4.4.1 HVJ由来の融合タンパク質の精製
4.4.2 融合タンパク質のリポソームへの埋め込みによる再構成リポソームの構築
4.4.3 簡便な再構成リポソーム作製法
4.5 HVJ envelope vector
4.6 応用
5 ペプチド修飾リポソームの調製 (浅井知浩, 奥直人)
5.1 はじめに
5.2 実験材料
5.3 実験操作
5.3.1 ペプチドとマレイミド化PEG脂質の反応
5.3.2 cRGD-PEG-DSPEの分析
5.3.3 リポソームの調製
5.3.4 ペプチド修飾リポソームの作成
5.4 応用
6 バブルリポソーム (鈴木亮, 根岸洋一, 丸山一雄)
6.1 はじめに
6.2 材料および試薬
6.3 実験操作
6.4 応用
7 ポリマー修飾 (弓場英司, 河野健司)
7.1 はじめに
7.2 材料および試薬
7.2.1 温度応答性ポリマー修飾リポソーム
7.2.2 pH応答性ポリマー修飾リポソーム
7.3 実験操作
7.3.1 温度応答性ポリマーの合成
7.3.2 pH応答性ポリマーの合成
7.3.3 温度応答性ポリマー修飾リポソーム
7.3.4 MRI可視化リポソーム
7.3.5 pH応答性ポリマー修飾リポソーム
7.4 応用
第2章 エマルション
1 ナノエマルション (髙木和行)
1.1 乳化技術の利用
1.1.1 処方的乳化と機械的乳化
1.2 ナノエマルションと乳化剤の働き
1.2.1 ナノエマルションの処方例と調製方法
1.2.2 乳化剤量と粒子径の関係
1.2.3 乳化剤の働き
1.3 ナノエマルションの調製
1.3.1 可溶化領域を利用する方法
1.3.2 高圧ホモジナイザーを使用した透明なエマルションの調製
1.3.3 多相エマルションの調製過程での高圧ホモジナイザーによるナノエマルション生成
1.3.4 界面科学的な方法と機械的な方法を組み合わせた調製方法
1.3.5 高含油ナノエマルションの調製
1.4 脂肪乳剤
1.4.1 脂肪乳剤の処理例
1.4.2 脂肪乳剤の製造プロセス
1.5 ナノエマルションの効果
1.6 リポソーム
1.6.1 DDSに適したリポソームの粒子径
1.6.2 リポソームの血中での安定化
1.6.3 リポソーム製剤の有用性
1.6.4 リポソームの製造方法
1.7 ナノエマルションに関連して
1.7.1 ナノエマルションにおける油脂の結晶化に関して
1.7.2 乳化剤が少ない系での,高圧ホモジナイザーを使用したエマルションの調製における新しい乳化剤選定の考え方
1.8 ナノエマルションの製造装置
1.8.1 高圧ホモジナイザー
1.8.2 高圧ホモジナイザーを使用する場合の注意点
2 自己乳化型O/Wマイクロエマルション (荒谷弘)
2.1 はじめに
2.1.1 自己乳化型O/Wマイクロエマルションとは
2.1.2 SEDDS型O/Wマイクロエマルションの処方設計
2.2 材料・試薬および機器
2.3 実験操作
2.3.1 難水溶性化合物含有SEDDS型O/Wマイクロエマルションの調製
2.3.2 粒子径(粒度分布)測定
2.3.3 In vivo吸収性(吸収性向上化と安定化)
2.4 実験結果
2.4.1 SEDDS型O/Wマイクロエマルションの消化管吸収性向上化効果
2.4.2 SEDDS型O/Wマイクロエマルションの消化管吸収性安定化効果
2.5 応用
2.6 おわりに
第3章 超分子ポリマー
1 ジブロックコポリマーを基盤とする高分子ミセル型制がん剤送達キャリア (武元宏泰, 西山伸宏)
1.1 はじめに
1.2 材料および試薬
1.3 実験操作
1.3.1 ジブロックコポリマーの合成
1.3.2 Cisplatin封入高分子ミセルの調製と解析
1.3.3 培養細胞に対する制がん活性評価
1.3.4 担がんマウスにおける高分子ミセルの腫瘍集積評価・制がん活性評価
1.4 応用
2 細胞内分解性ポリロタキサンを用いた薬物送達と超分子医薬への応用 (田村篤志, 由井伸彦)
2.1 はじめに
2.2 材料および試薬
2.3 実験操作
2.3.1 β-CDを包接した細胞内分解性ポリロタキサンの合成
2.3.2 細胞内分解性ポリロタキサンの化学修飾による機能化
2.3.3 カチオン性ポリロタキサンを用いたタンパク質の細胞導入
2.3.4 β-CDを包接した細胞内分解性ポリロタキサンの合成
2.3.5 β-CDを包接した細胞内分解性ポリロタキサンによるコレステロール蓄積の改善
2.4 応用
3 デンドリマー (河野健司, 弓場英司)
3.1 はじめに
3.2 材料および試薬
3.2.1 ポリエチレングリコール(PEG)修飾デンドリマー
3.2.2 温度応答性デンドリマー
3.2.3 金ナノ粒子を内包したPEG修飾デンドリマー
3.2.4 デンドロン脂質
3.3 実験操作
3.3.1 PEG修飾デンドリマー
3.3.2 抗がん剤を結合したPEG修飾デンドリマーの作製
3.3.3 温度応答性デンドリマー
3.3.4 金ナノ粒子を内包したPEG修飾デンドリマー
3.3.5 デンドロン脂質
3.4 応用
第4章 カプセル
1 高分子ステレオコンプレックス積層膜からなるナノカプセル (木田敏之, 明石満)
1.1 ポリメタクリル酸メチルのステレオコンプレックス積層膜からなるナノカプセルの作製
1.1.1 はじめに
1.1.2 材料および試薬
1.1.3 実験操作
1.1.4 応用
1.2 ポリ乳酸のステレオコンプレックス積層膜からなるナノカプセルの作製
1.2.1 はじめに
1.2.2 材料および試薬
1.2.3 実験操作
1.2.4 応用
2 キトサンカプセル (佐藤智典)
2.1 序論
2.2 実験方法
2.2.1 プラスミドDNA/キトサン複合体の作製方法
2.2.2 pDNA/キトサン/コンドロイチン硫酸(CS)複合体の作製方法
2.2.3 ルシフェラーゼアッセイ
2.2.4 共焦点レーザー顕微鏡観察
2.2.5 物理化学的キャラクタリゼーション
2.2.6 in vivoでの遺伝子発現実験
2.3 結果
2.3.1 pDNA/キトサン複合体の構造と遺伝子発現活性の評価
2.3.2 pDNA/キトサン/CS三元複合体の構造と遺伝子発現活性の評価
2.3.3 細胞内輸送経路の評価
2.3.4 in vivoでの腫瘍増殖抑制効果
3 バイオナノカプセル (飯嶋益巳, 黒田俊一)
3.1 はじめに
3.2 材料および試薬
3.3 実験操作
3.3.1 BNCの調製
3.3.2 BNC-リポソーム-遺伝子複合体の調製
3.3.3 BNC-リポソーム-蛍光ビーズ複合体の調製
3.3.4 BNC-リポソーム-DOX複合体(virosome-DOX複合体)の調製
3.3.5 ZZタグ提示型BNC(ZZ-BNC)の調製
3.3.6 抗体提示蛍光標識ZZ-BNCの調製
3.3.7 抗体-抗原提示ZZ-BNCの調製
3.4 応用
4 高分子中空ナノカプセルPICsomeの作製法とその活用 (岸村顕広)
4.1 はじめに
4.2 材料および試薬
4.3 実験操作
4.3.1 直径100 nmのPICsome作製
4.3.2 物質封入PICsomeの作製
4.3.3 担がんマウスへの投与
4.4 応用
4.4.1 物質透過性の調節と物質封入法のさらなる展開
4.4.2 がん治療などへの応用に向けて : ナノ病態生理学
4.4.3 ジャイアントベシクル作製への応用
5 ウイルス由来ペプチドの自己集合によるナノカプセル (松浦和則)
5.1 はじめに
5.2 材料および試薬
5.3 実験操作
5.3.1 β-Annulusペプチド固相合成
5.3.2 β-Annulusペプチドの脱保護・脱樹脂
5.3.3 β-Annulusペプチドの精製
5.3.4 β-Annulusペプチドの自己集合挙動の解析
5.3.5 ペプチドナノカプセルの表面電位
5.3.6 ペプチドナノカプセルへのゲスト分子内包
5.4 応用
6 エクソソームを用いたDDSキャリア (大野慎一郎, 黒田雅彦)
6.1 はじめに
6.2 エクソソーム産生細胞の選定
6.3 標的指向性の付加
6.4 材料および試薬
6.5 エクソソームの精製
6.6 エクソソームの解析
6.7 エクソソームの追跡
6.8 エクソソームへの医薬の封入
6.9 おわりに
7 多孔性レシチン粒子 (川上亘作)
7.1 はじめに
7.2 MPPの作成原理
7.3 材料および試薬
7.4 実験操作
7.4.1 水添大豆レシチンのみから成るMPPの調製例
7.4.2 脂溶性ゲスト分子を含有するMPPの調製例
7.4.3 水溶性ゲスト分子を含有するMPPの調製例
7.4.4 粒子物性の評価
7.5 応用と今後の展開
第5章 ゲル
1 PEG化ポリアミンナノゲルの開発とその特徴を生かした応用展開 (池田豊, 長崎幸夫)
1.1 はじめに
1.2 材料および試薬
1.3 実験操作
1.3.1 ナノゲルの合成方法
1.3.2 Acetal-PEG-VBの合成
1.3.3 アミンナノゲルの作製
1.3.4 ナノゲルのPEG修飾法(post PEGylation法)
1.3.5 高密度PEG化アミンナノゲルの調製法
1.3.6 放射線ラベルアミンナノゲルの合成
1.4 応用
1.4.1 ヨウ化メチルによる4級化ポリアミンナノゲル
1.4.2 アミンナノゲルの架橋度およびPEG密度が体内動態に与える影響
1.4.3 ナノゲルの経皮癌ワクチンへの応用
1.5 まとめ
2 物理架橋ナノゲルの調製とDDS応用 (田原義朗, 秋吉一成)
2.1 はじめに
2.2 実験操作
2.2.1 ナノゲルの調製
2.2.2 ナノゲルの評価
2.2.3 タンパク質との複合化とその確認
2.3 DDSへの応用
2.3.1 タンパク質の複合化と分子シャペロン機能
2.3.2 サイトカイン療法への応用
2.3.3 その他のDDS応用
2.4 おわりに
3 熱可逆性ハイドロゲル (嶋田直彦, 丸山厚)
3.1 はじめに
3.2 薬物放出のための低温膨潤高温収縮ゲル(LCST型ハイドロゲル)
3.2.1 概要
3.2.2 材料
3.2.3 実験操作
3.2.4 応用
3.3 インジェクタブルゲル
3.3.1 概要
3.3.2 材料
3.3.3 実験操作
3.4 UCST型ハイドロゲル
3.4.1 概要
3.4.2 材料
3.4.3 実験操作
3.4.4 応用
4 温度応答性高分子ハイドロゲル (中山正道)
4.1 片末端反応性を有するN-イソプロピルアクリルアミド共重合体の合成
4.1.1 はじめに
4.1.2 必要な試薬
4.1.3 実験操作と結果
4.1.4 応用
4.2 鋭敏な温度応答性を示す3次元架橋ハイドロゲル
4.2.1 はじめに
4.2.2 必要な試薬
4.2.3 実験操作と結果
4.2.4 応用
4.3 生分解性能を有する温度応答性インジェクタブルゲル
4.3.1 はじめに
4.3.2 必要な試薬
4.3.3 実験操作と結果
4.3.4 応用
5 標的分子応答性ゲル (宮田隆志)
5.1 はじめに
5.2 応答膨潤型の生体分子応答性ゲル(生体分子架橋ゲル)
5.2.1 概要
5.2.2 材料
5.2.3 実験操作
5.2.4 応用
5.3 応答収縮型の生体分子応答性ゲル(生体分子インプリントゲル)
5.3.1 概要
5.3.2 材料
5.3.3 実験操作
5.3.4 応用
5.4 生体分子応答性ゲル微粒子(生体分子応答性ナノゲル)
5.4.1 概要
5.4.2 材料
5.4.3 実験操作
5.4.4 応用
第6章 スフェア
1 生体適合性ナノスフェア (田上辰秋, 尾関哲也)
1.1 はじめに
1.2 材料および試薬
1.2.1 エマルション溶媒拡散法によるPLGAナノ粒子の調製(調製法1)
1.2.2 エマルション溶媒拡散法によるPLGAナノ粒子の調製(調製法2)
1.2.3 測定機器
1.3 実験操作
1.3.1 水中エマルション溶媒拡散法によるクルクミン含有PLGAナノ粒子の調製(調製法1)
1.3.2 エマルション溶媒拡散法によるキトサン修飾クルクミン含有PLGAナノ粒子の調製
1.3.3 エマルション溶媒拡散法により調製した蛍光色素(Nile red)含有キトサン修飾PLGAナノ粒子の細胞内挙動の観察(in vitro)
1.3.4 エマルション溶媒拡散法によるパクリタキセル封入PLGAナノ粒子の調製と安定化剤が粒子径に与える影響(調製法2)
1.3.5 エマルション溶媒拡散法により調製したパクリタキセル封入PLGAナノ粒子の薬物封入率
1.3.6 エマルション溶媒拡散法により調製したパクリタキセル封入PLGAナノ粒子の薬物放出挙動
1.4 応用・課題点
1.5 おわりに
2 リピッドマイクロスフェア (武永美津子, 五十嵐理慧, 水島徹)
2.1 はじめに
2.2 材料および試薬
2.3 実験操作
2.3.1 リピッドマイクロスフェア溶液の作製
2.3.2 リピッドマイクロスフェアの安定性試験
2.3.3 リピッドマイクロスフェアの細胞への取り込み実験
2.3.4 リピッドマイクロスフェアの体内動態解析
2.3.5 薬理効果試験
2.4 臨床におけるリポ製剤
2.4.1 リポデキサメタゾンパルミチン酸エステル(リポステロイド)
2.4.2 リポフルルビプロフェンアキセチル(リポNSAID)
2.4.3 リポプロスタグランジンE1 (リポPGE1 )
2.4.4 リポプロスタグランジンE1 誘導体(リポAS013)
第7章 ナノ素材
1 金ナノ粒子 (新留琢郎, 新留康郎)
1.1 はじめに
1.2 一般的な球状金ナノ粒子
1.2.1 材料および試薬
1.2.2 実験操作
1.2.3 応用
1.3 トルエン中に分散する金ナノ粒子
1.3.1 材料および試薬
1.3.2 実験操作
1.3.3 応用
1.4 カチオン性金ナノ粒子
1.4.1 材料および試薬
1.4.2 実験操作
1.4.3 応用
1.5 金ナノロッド
1.5.1 材料および試薬
1.5.2 実験操作
1.6 ポリマーコート金ナノロッド
1.6.1 材料および試薬
1.6.2 実験操作
1.6.3 応用
1.7 PEG修飾金ナノロッド
1.7.1 材料および試薬
1.7.2 実験操作
1.7.3 応用
1.8 シリカコート金ナノロッド
1.8.1 材料および試薬
1.8.2 実験操作
1.8.3 応用
2 磁性ナノ粒子 (並木禎尚)
2.1 はじめに
2.2 材料および試薬
2.3 実験操作
2.3.1 オレイン酸被覆磁性粒子をクロロホルムに分散させた磁性流体の作製
2.3.2 核酸医薬送達用磁性キャリア(LipoMag)の作製
2.3.3 核酸医薬送達用磁性キャリアの定量分析
2.4 応用
3 ヒドロキシアパタイト粒子 (中平敦)
3.1 ヒドロキシアパタイト
3.1.1 はじめに
3.1.2 実験操作
3.2 ハイブリッドリン酸八カルシウム(Complexed-OCP)
3.2.1 はじめに
3.2.2 実験操作
3.2.3 応用
3.3 おわりに
4 アルブミンナノ粒子 (岩尾康範, 野口修治, 板井茂)
4.1 はじめに
4.1.1 脱溶媒和法
4.1.2 乳化法
4.1.3 Nanoparticle albumin-bound technology (Nab technology)
4.2 材料および使用機器
4.3 実験操作と結果
4.4 応用
