β-シクロデキストリンと適切な二官能性架橋剤（カルボン酸二無水物など）の反応により、シクロデキストリンナノスポンジ（CDNS）と呼ばれる3次元ナノポーラスポリマーが生成される。CDNSの膨潤性を利用して、薬物などの低活性分子をハイドロゲルに封じ込め、薬物担持CDNSハイドロゲルを提供することが可能である。このように、CDNSは無毒性、生体適合性、生分解性を有することから、薬物送達制御のためのバイオマテリアルとして関心が高まっている。
本研究では、β-シクロデキストリンをピロメリット酸二無水物で架橋し、抗炎症薬ピロキシカムを充填したナノスポンジ-ハイドロゲルを作製した。最適化されたハイドロゲル製剤中の小さな薬物の並進ダイナミクスを、観測時間を変化させて1H高分解能魔法角回転（HR-MAS）NMR分光法で調べた。マイクロスケールの結果は、より長い時間領域で行われたin vitroの放出動態と比較され、3Dポリマーネットワーク内での薬物の連続的なFickianダイナミクスを明らかにした。薬物の多段階の長期放出は、薬物-ポリマーネットワークの吸着とβ-シクロデキストリン-薬物複合体形成を伴うポリマーナノアーキテクチャーの複合モードの影響を受けていることが明らかになった。
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