Development of wireless nanoheet electronics for biomedical applications
| Project/Area Number |
16J07140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
山岸 健人 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | インプランタブル / ナノ薄膜 / ポリドーパミン / 光線力学療法 / エラストマー / PDMS / 生体組織 / 接着 / 無線通信 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体に光増感剤を投与しながら腫瘍に対し低強度の光を長時間かけて照射するメトロノミック光線力学療法(mPDT)は、その低侵襲性から次世代型がん治療として期待されている。しかし、標的腫瘍への局部的かつ長期的な光照射を実現するためには、光源を体内に安定固定する技術が不可欠であった。そこで、生体組織接着性ナノ薄膜をプラットフォームとし、生体内の臓器および組織表面にシールのように貼り付けるだけで固定できる発光デバイスを開発することでインプランタブル・ワイヤレスmPDTへ応用した[特許出願済、論文リバイス中]。生体模倣型接着分子であるポリドーパミンを表面修飾した膜厚約600 nmシリコーンエラストマー製ナノ薄膜(PDA-PDMSナノシート)[昨年度報告済]にて無線発光式LEDチップ(赤・緑)を封止することで組織接着性発光デバイスを作製した。次に、背中の皮内に腫瘍細胞を移植した担腫瘍モデルマウスの皮下に作製したデバイスを貼付することで腫瘍直下に光源(LED発光部)を固定した。そして、光増感剤をマウスに静注投与後、ケージ下に設置した無線給電用アンテナを用いて埋植したデバイスを10日間連続的に点灯させることでmPDTを実施した。その結果、埋植したデバイスにて局所的に光照射した腫瘍が顕著に縮退し、緑光源の場合は腫瘍10個中6個、赤光源の場合は10個中1個が根治した。特筆すべき点として、PDA-PDMSナノシートの組織接着性を利用することで無線デバイスを縫合なしに生体内に長期間安定固定できたこと、緑および赤LED光源の光強度(< 100 μW/cm2)は、従来のPDTで用いられているレーザー光源の光強度(> 100 mW/cm2)の1000倍以下であること、さらに、生体物質に吸収され易く組織透過性が低いことから従来のPDTでは使用されてこなかった緑光源を用いた抗腫瘍効果を示せたことが挙げられる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] 有機材料（薄膜型生体デバイス）2017
Author(s)
武岡 真司, 鉄 祐磨, 山岸 健人
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Journal Title
Jinko Zoki
Volume: 46
Issue: 3
Pages: 173-175
DOI
NAID
ISSN
0300-0818, 1883-6097
Related Report
Open Access
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[Presentation] Roll-to-roll fabrication of conductive polymer nanosheets for conformable bio-electrodes2016
Author(s)
Yamagishi, K., Fujie, T., Zucca, A., Greco, F., Mattoli, V., Takeoka, S.
Organizer
CEMS Topical Meeting on Soft Robotics 2016
Place of Presentation
Wako
Year and Date
2016-10-28
Related Report
Int'l Joint Research
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[Book] Flexible and Stretchable Medical Devices2017
Author(s)
Yamagishi, K., Taccola, S., Takeoka, S., Fujie, T., Mattoli, V., Greco, F.
Publisher
Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
Related Report
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[Patent(Industrial Property Rights)] 伸縮導電配線材料、及びそれを有する伸縮導電配線モジュール2017
Inventor(s)
武岡真司, 藤枝俊宣, 山岸健人, 高見弘志, 我妻優, 三原将
Industrial Property Rights Holder
武岡真司, 藤枝俊宣, 山岸健人, 高見弘志, 我妻優, 三原将
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
2017-246182
Filing Date
2017
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