Establishment of collagen selective treatment of fibrotic organs by ultrasound
| Project/Area Number |
21K18084
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
八木 一平 東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (30884150)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 超音波 / キャビテーション / 線維化 / 治療デバイス / コラーゲン選択性 / 繊維化 |
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| Outline of Research at the Start |
線維症の組織に対して超音波キャビテーションによる柔軟性の改善効果を検証する。線維症は、コラーゲン繊維の異常な蓄積により臓器が弾性を失い、生命機能を低下する疾患群である。これは先進国の死因の４５％に関連があり、根本的な治療薬がない未解決の医療問題である。一方、超音波により発生するキャビテーション現象は、ミクロな気泡の膨張・収縮過程で局所的に高圧場を生み出す。本現象を利用して体内のコラーゲン線維を機械的に切断する事により、組織の柔軟性を回復させる。本研究を通じて線維症の新たな治療法を提案し、世界初となる体外・低侵襲治療デバイスの実現を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、未解決の線維化医療課題に対し、電気工学的手法を用いた体外・低侵襲治療の評価を目的としています。2021-2022年度の実施研究では、以下の成果を得ました。
①超音波照射・観測システムの構築: パルスレーザーを用いて超音波の照射システムを構築しました。②キャビテーションによる組織の変性: 超音波によりキャビテーションが発生し、組織の変性を確認しました。③機械的強度の評価: 動物組織の機械的強度を評価し、超音波処理による強度の減少を確認しました。
一方、研究の過程で、超音波気泡の拡張よりも組織全体の牽引が効果的であることに気づきました。この手法により線維性組織の柔軟性改善と処置後の拡張状態維持が実現し、収縮した組織の機能回復の可能性が示唆されました。
そして、市場調査と競合分析を踏まえ、難治性良性食道狭窄を対象疾患として選定しました。そこで、治療デバイスの試作と豚の食道実験を行い、従来法に比べ効果的であることを示しました。これらの成果は国際特許出願され、線維化による収縮組織の拡張と機能回復の可能性を示唆しています。
治療デバイスの試作と動物組織による原理検証が完了し、組織レベルでの検証目標が達成されました。これ以降の動物実験の実施は本研究課題の範囲を逸脱しているため、前年度応募により本研究期間を1年間繰り上げして、2023年度より科研費基盤Bにおいて、後続の研究を進めたいと考えています。
研究成果および関連研究は、論文3報、解説記事2報、国際会議2件、国内学会10件を通じて報告されました。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
