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Development of next-generation endoscopic surgery with fluorescence navigation using a novel fluorescent probe PID

Research Project

Project/Area Number 22K08838
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kamei Takashi  東北大学, 医学系研究科, 教授 (10436115)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 谷山 裕亮  東北大学, 大学病院, 講師 (00622987)
小澤 洋平  東北大学, 大学病院, 助教 (10757123)
佐藤 千晃  東北大学, 大学病院, 講師 (60646800)
岡本 宏史  東北大学, 大学病院, 助教 (80732487)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords蛍光計測 / 術中ナビゲーション / 消化管クリップ / リンパ流観察 / 胸管描出 / 新規蛍光プローブ / リアルタイム蛍光計測 / 内視鏡手術 / ナビゲーションサージャリー
Outline of Research at the Start

従来比で約1万倍の蛍光強度と非退色、形態自由度が高いなどの特性を持つ新規有機系蛍光粒子PIDをプローブとした蛍光ナビゲーション手術システムを構築する。蛍光クリップによる管腔外からの腫瘍局在認識、リンパ流、所属リンパ節のリアルタイム描出、胸管描出による乳糜胸予防、癌細胞特異的な蛍光標識などが可能となる次世代の外科手術につながるものである。内視鏡手術の持つ欠点を補完し、安全で精緻な手術を可能にするもので、有用性は高い。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to utilize nanofluorescent material PID for fluorescent navigation in endoscopic surgery, leveraging its high fluorescence intensity and minimal fading properties. The study yielded the following results:1. Development of a gastrointestinal clip visible from outside the lumen: It was observed that PID exhibited strong and stable fluorescence when applied to the clip axis. 2. Detection of fluorescent signals from the PID clip in a pig model: Fluorescent signals were readily observable in the esophagus and large intestine; however, signal attenuation or undetectability occurred in the stomach due to its thick wall. 3. Examination of fluorescence in the thoracic duct: PID was injected into inguinal lymph nodes and monitored over time, but achieving stable fluorescence proved challenging.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

その低侵襲性から内視鏡手術は多くの癌腫で標準手術として行われている。一方、直接手で触れることができない手技のため、新たな視覚情報によるナビゲーションを加えた内視鏡手術の開発が求められていた。新規蛍光プローブPIDに着目し、強い蛍光特性を持つ消化管クリップは、術中リアルタイムに蛍光シグナルを検出でき、局在を可視化できる。これにより正確な癌切除範囲の決定、過不足ないリンパ節郭清に大きなメリットがある。また胸腔内手術において副損傷を避けたい胸管の視認は、手術時間短縮、術後合併症の軽減につながることが期待される。腫瘍局在や解剖学的構造物を的確に視認できるナビゲーション内視鏡手術の意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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