| Project/Area Number |
20J10071
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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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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
桐村 誠 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 超電導磁石 / 回転磁場 / 強磁性粒子 / 分散・凝集 / 表面修飾 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では強磁性粒子と外部磁場を用いた、新奇ながん治療を検討する。本治療法では、体内に投与した強磁性粒子をがん周辺の新生血管内に集積・凝集させ、物理的にそれらの血管を閉塞し、酸素や養分の流入を防ぐことによって、がんの成長抑制を目指す。本研究では、この治療法に必要な、磁場印加停止後も血管閉塞を維持できる不可逆な凝集体を形成する粒子の設計と、がん周囲の新生血管に選択的に粒子を集積・凝集させることができる外部磁場の設計を目的とする。磁場は外部からの制御が可能であり、強磁性粒子として利用されているマグネタイト粒子は生体適合材料であるため、本治療法は低侵襲かつ・副作用の少ない治療法になると期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、超電導ソレノイド磁石を用いた磁気力制御による新生血管閉塞療法の実用化に向けた、磁場の設計と粒子の設計である。本治療法は、体内に投与した強磁性粒子を体外からの磁場制御により標的部位に集積させ、さらにその場で凝集させることで、がん細胞が周囲に形成した新生血管を閉塞させ、がんの成長抑制と転移防止を目指す手法である。
本治療法は4段階のフローからなる。第1段階では、マイクロカテーテルを用いて患部の上流の動脈分岐から粒径サブミクロンの強磁性粒子を投与する。第2段階では、磁場回転軸上に粒子を選択的に集積できる回転磁場を用いて、直径数十ミクロンのがん組織周辺に存在する新生血管内にそれらの粒子を集積させる。第3段階では、集積した粒子を均一磁場により凝集させ、血管を閉塞させる。がん細胞への栄養や酸素の流入を防ぐためには、血管閉塞を維持する必要があるため、第4段階として磁場印加停止後の血管閉塞を維持する必要がある。
上記の治療フローに基づき、まず粒子の設計に関して、ある閾値以上の磁場を印加することで粒径サブミクロン程度の不可逆な凝集体を形成する粒子の設計を行った。実際の血液に投与することを想定し、マグネタイト粒子に生体適合性のあるポリアクリル酸での表面修飾を行うことによって、磁場印加により不可凝集体を形成する粒子の設計を行った。さらに、血管内での粒子の凝集シミュレーションを行うことによって、実際の血管に対する閉塞の可能性について検証した。
次の段階として、本治療法を体内深部のがん腫瘍に適用するための磁場設計を行った。具体的には、磁場源から離れた部位に粒子を選択的に集積できる回転磁場の要件を考慮して、粒子集積のための回転磁場、粒子凝集のための均一磁場の、2種類の磁場を印加できる超電導ソレノイド磁石の設計を行った。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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