アーク型光音響トランスデューサーを用いた軟部肉腫反応層の評価

• Project/Area Number: 21K09268
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 綿貫 宗則 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (90451575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西條 芳文 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00292277) ; 萩原 嘉廣 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (90436139)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 骨軟部肉腫 / 軟部肉腫 / アーク型光音響トランスデューサー

Outline of Research at the Start

「光音響イメージング」は物質にレーザー光を照射する時に発生する超音波を検出することで従来の超音波イメージングより優れた解像度で生体組織内部を描出することができる。本研究では①指用に開発されたアーク型光音響トランスデューサーを用いたラット脂肪組織炎症モデルでの計測、②同装置を使用した軟部肉腫組織の計測を行い、アーク型光音響トランスデューサーの軟部肉腫反応層を検知するデバイスとしての有効性を評価する。

Outline of Annual Research Achievements

軟部肉腫は軟部組織に発生する非上皮性悪性腫瘍であり、健常組織をつけて腫瘍を摘出する広範切除術が標準治療である。軟部肉腫と健常組織の境界を見極めることは切除縁を設定するのに重要だが、手術中にその境界をみつけ、判断するのは難しい。本研究では、ヒト指用に開発されたアーク型光音響トランスデューサーを用い、ラット脂肪組織炎症モデルおよびヒト軟部肉腫周囲の脂肪組織の光音響特性と病理組織所見を比較検討することにより、本装置の妥当性および臨床応用の可能性について検討し、最終的に軟部肉腫の術中切除縁評価が可能な3次元光音響装置開発を目指すものである。
昨年度は、当初の計画ではラットを用いた脂肪組織炎症モデルを用いて脂肪に適したレーザー波長の探索を行う予定であったが、肉腫モデルマウスを作成し観察を行うほうが、合目的と考えられ、研究に用いる肉腫株の選定、培養条件の最適化と投与する色素の最適化の探索を行った。
今年度は、選定した肉腫株の培養を行い、安定した継代を行った。肉腫モデルマウスを作るべく免疫不全マウスに肉腫株の移植を行ったが、肉腫の生着を安定して得ることが難しく、安定した生着が困難であった。移植する部位や深度、またはマウスの種類によっても生着の成否が変わる可能性があり、それらの変更を検討しつつ実験継続中である。また、ヒト軟部肉腫周囲の脂肪組織の光音響特性と病理組織所見を評価するのに必要な、軟部肉腫症例の蓄積も並行して行っている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当初の計画ではラットを用いた脂肪組織炎症モデルを作成し、炎症によって変化した脂肪に適したレーザー波長の探索を行う予定であった。しかし、肉腫モデルマウスを作成し観察を行うほうが、合目的と考えられ、肉腫株の培養を行った。しかし、肉腫株が安定してマウスに生着せず、免疫不全マウスの種類を変更しながら継続している状態である。そのため当初の計画よりも遅れている。

Strategy for Future Research Activity

免疫不全マウスの種類を検討して肉腫モデルマウスを確立し、観察を行う予定である。