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Development of Photoresponsive Drug-Loaded Balloon Capable of Delivering Different Drugs to the Right Place in a Single Vascular Insertion

Research Project

Project/Area Number 20H04526
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90120:Biomaterials-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

Akagi Yuki  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40782751)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安楽 泰孝  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60581585)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords薬剤コーティングバルーン / 光応答性 / 表面コーティング / 局所薬剤送達システム / 血管内狭窄治療 / 光開裂リンカー / 薬剤コーティングバルーン(DCB) / 血管内狭窄症 / 局所的薬剤送達システム / 医療機器 / 薬剤コーティングバルーン(DCB、DEB) / バイオマテリアル / 薬剤溶出バルーン / 光機能性/光応答性 / 薬剤コーティングバルーン(DEB/DCB) / 冠動脈疾患 / 薬剤溶出バルーン(DCB) / 局所的ドラッグデリバリーシステム / 医療用バルーン / 薬剤溶出バルーン(DCB)
Outline of Research at the Start

冠動脈疾患治療法として、再発抑制を目的とする薬剤を搭載した薬剤溶出バルーン(DEB)が広く用いられている。一方で、現状のDEBでは、薬剤の種類の制限やOn/Off制御ができないといった欠点がある。我々の提案する光と化学反応を組み合わせた新しいシステムの実現は、上記の問題点を克服するのみならず、血流中では不安定で使用が困難とされる薬剤をも搭載できるようになり、対象疾患が大幅に広がることが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

We have been developing novel drug-coated balloons (DCBs) in which the drug on the surface layer of the catheter balloon can be released only upon light irradiation. In this research project, we aimed to synthesize a photocleavable linker that responds to visible light and to create a balloon sheet with performance comparable to existing DCBs for the creation of a single insertion that delivers and functions at the site of disease without exposure in the bloodstream of drugs appropriate for different sites.Through a series of experiments, it was confirmed that the synthesis of visible light linkers that can be bound to the balloon surface and the fabricated balloon sheet has the same thickness and light transmittance as existing products.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年では冠動脈狭窄のみならず、末梢動脈疾患やシャント内狭窄のためのDCBが用いられている。しかしながら、現在存在するDCBは、いずれも血管内に挿入した時点から薬剤のリリースが開始し、患部への接触によって薬剤投与を行う受動的な方法論しかない。その中で申請者の提案する光応答性薬剤担持型バルーンは、能動的な薬剤投与であり目的の部位に目的の薬剤を届けることが可能となる。様々な薬剤を段階的に投与するために、その方法論の確立は必須であり、本研究課題で得られた500 nmでの開裂および薬剤放出、さらに、評価のために必要なバルーンの作製手法は、今後のDCBの発展に大きな意味を持つと考えている。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Effect of PEGylation on the Drug Release Performance and Hemocompatibility of Photoresponsive Drug-Loading Platform2022

    • Author(s)
      Mizuno Hayato L.、Anraku Yasutaka、Sakuma Ichiro、Akagi Yuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 12 Pages: 6686-6686

    • DOI

      10.3390/ijms23126686

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design of a photocleavable drug binding platform for a novel remotely controllable drug coated balloon2021

    • Author(s)
      Mizuno Hayato Laurence、Anraku Yasutaka、Sakuma Ichiro、Akagi Yuki
    • Journal Title

      Journal of Drug Delivery Science and Technology

      Volume: 62 Pages: 102375-102375

    • DOI

      10.1016/j.jddst.2021.102375

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高い安全性と汎用性を実現可能な新規薬剤コーティングバルーン2023

    • Author(s)
      赤木友紀
    • Organizer
      第31回日本心血管インターベンション治療学会学術集会 (CVIT2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis of Visible Light Responsive Photocleavable Linker2022

    • Author(s)
      Shogo Shibayama, Hayato L. Mizuno, Tasuku Ueno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • Organizer
      International conference nanomaterilas and biomaterials (ICNB)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 異種薬剤搭載型光応答性バルーンカテーテル開発に向けた可視光開裂基の合成と機能性評価2021

    • Author(s)
      柴山翔伍, 佐久間一郎, 赤木友紀
    • Organizer
      日本生体医工学会関東支部 若手研究者発表会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Photoresponsive Drug Loaded Balloons for the Enhancement of Drug Delivery Efficacy to Coronary Stenoses2021

    • Author(s)
      Hayato Laurence Mizuno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • Organizer
      Materials Research Meeting 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a photocleavable drug binding platform for externally triggerable local drug delivery,2021

    • Author(s)
      Hayato Laurence Mizuno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • Organizer
      Pacifichem 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 冠動脈疾患治療のための薬剤内包ミセル担持型光応答性プラットフォームの開発2021

    • Author(s)
      水野隼斗, 安楽泰孝, 佐久間一郎, 赤木友紀
    • Organizer
      日本化学会第101春期年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 外部刺激応答性薬剤担持型バルーンへの高分子集合体の搭載2020

    • Inventor(s)
      赤木友紀、安楽泰孝、佐久間一郎、水野隼斗
    • Industrial Property Rights Holder
      赤木友紀、安楽泰孝、佐久間一郎、水野隼斗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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