カブトムシ由来のキチンを素材とするミクロスフェアの作出

• 担当機関: 蚕糸・昆虫農業技術研究所
• 研究期間: 1998～2000
• 発行年度: 1998
• 要約: カブトムシ由来のキチンから合成したジブチリル化キチン誘導体をメタノールに溶かし、溶媒抽出マイクロカプセル化法を用いて、粒子の直径が平均44.6μmのミクロスフェアを作出した。
• 背景・ねらい: 薬物の有用性は薬理活性のほか徐放性に大きく依存する。徐放性は、薬物を高分子担体に保持させて目標とする局所に薬物を送るドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発において、薬物の定量投与ができ、毒性を抑え、投与回数を低減することができるので有用である。薬物の担体となる合成高分子材料としてポリスチレン等が用いられ、直径がミクロン程度の高分子粒子（ミクロスフェア）として利用されている。一方、昆虫由来キチンは生分解性に富むこと等から、生体高分子材料として医薬領域で期待されているが、昆虫産生物質ではまだ利用されていない。カブトムシ由来キチンは化学修飾が容易で収率が高いことから、ミクロスフェアの素材として適している。

成果の内容・特徴

1. カブトムシ幼虫クチクラから精製したキチン粉末を用いて、過塩素酸の存在下で過剰の無水酪酸と20℃で4時間4℃で20時間反応を行い、87％の収率で高粘度のブチリル化キチンを得た（図1）。生成物のFT-IRスペクトルの結果から、キチンへのブチリル基の導入とキチン分子の水酸基のほとんどがブチリル化された高置換度の誘導体であることが認められた（図2）。
   
2. ブチリル化キチンはアセトン、メタノール、エタノール、ジメチルホルムアミド、塩化メチレンに溶ける。ジブチリル化キチンをメタノールに溶解して、溶媒蒸発マイクロカプセル化法を用いて、粒子の直径44.6μmのミクロスフェアを昆虫キチンからは初めて調製した（図3）。
   
3. 可溶化が目的の化学修飾法では触媒が高価であるのに対し、本合成法での触媒は安価で、反応溶液を多量に必要とするミクロスフェアの作成には適している。
   
4. ジブチリル化キチンは簡単なアルカリ処理でブチリル基を除き、キチンミクロスフェアへ容易に変換できるので、天然多糖類キチンだけの高分子ミクロスフェアを作出できる。体内で薬物放出を目的とするドラッグデリバリーシステムへの応用に際し、キチンミクロスフェアに変換することで、キチンが本来持っている生分解性機能を引き出せることが大きな特徴である。
   

• 成果の活用面・留意点: キチンミクロスフェアに薬剤を包含し、DDSの薬物伝達担体としての応用が期待されるが、キチンミクロスフェアの体内における異物としての認識の有無については、今後、検討が必要である。
• カテゴリ: 薬剤