UV照射で可逆的に拡張‐収縮する胆道ドレナージステントの創製

Research Project

Project/Area Number	21K07991
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Tokyo Medical University
Principal Investigator	殿塚亮祐東京医科大学, 医学部, 准教授 (40532239)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	柚木俊二北海道大学, 産学・地域協働推進機構, 特任教授 (20399398) 糸井隆夫東京医科大学, 医学部, 主任教授 (60338796)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	光硬化性ステント / 胆管ステント / 可逆的硬軟化ステンティング / 光硬化 / 内視鏡的胆道ドレナージ / 悪性胆道狭窄 / 光開裂 / 紫外線
Outline of Research at the Start	我々は、新たなコンセプトの胆管ステントとして、医工連携によりUV照射により可逆的に硬化‐軟化(光結合-光開裂）を示す、従来にないステントを創出することを計画した。光開裂により軟化する可能性を持つ、クマリン修飾ゼラチンを用いて、弾力性チューブステント（CG-stent）を作製し、生体ブタの胆管内に留置し、UV照射を行なうことで、光軟化および易抜去性の実証を行う。
Outline of Annual Research Achievements	光刺激により可逆的に硬化‐軟化を示す、従来にない消化管ステンティングのコンセプト創出を本研究の目的としバルーンで拡張可能な光応答性素材としてcoumarin化ゼラチン（CG）によるステントの作製を試みた。濃度2%の牛骨ゼラチン水溶液に7-(Carboxymethoxy)-4-methylcoumarin、架橋剤として1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide粉末を加えてCGを合成した。UV>300を照射したところ、λmaxのピーク強度は照射時間とともに減少し、CG-Aに導入されたcoumarin基間の2+2 cycloadditionが生じたことが実証された。次に、ゼラチンは室温でガラス化するためバルーン拡張が困難であり、拡張する柔軟性を付与するための可塑剤としてフルクトースを添加し、CGステントを作製した。そして、FRUで軟質化したCGシートを用いてUV架橋の実験を行なったところ、UV310照射時間とともに増加し、照射時間10 minで架橋度は71%に達し、十分な強度のUVをCGステントに照射できれば生体内でステントとしての効果を発揮できることを示唆した。しかし、本CGステントをバルーンにて拡張を試みたところ破断してしまった。一方で、生体内に留置するためのシステムを、胆管拡張用バルーンカテーテルと特注の光ファイバーを用いて作製を試みた。しかし、出力が不足しバルーン（ポリウレタン）外部まで透過するUV光は微弱であることが蛍光板を用いた定性的評価により確認された。CGステントの生体内でのバルーン拡張と架橋を実現するためには、光反応性ゼラチンの柔軟性を高めること、および高出力ＵＶ光源との接続を可能とする細径の光ファイバー、バルーン拡張デバイスの開発が課題であった。

Report

(3 results)