炭酸ガスフォームを用いた新たなX線陰性血管造影剤の開発

• Project/Area Number: 22K15893
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 堀之内 宏樹 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 病院, 医師 (50815991)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 炭酸ガス造影 / フォーム / 血管造影検査 / 炭酸ガス / X線陰性造影剤 / 血管造影

Outline of Research at the Start

カテーテルなどを用いた血管内治療ではヨード造影剤による血管造影での評価が必須であるが、造影剤の副作用やアレルギーなどの問題によりヨード造影剤が使用できず、必要な治療を享受できない患者が少なくない。その場合は、X線陰性造影剤である二酸化炭素を用いた炭酸ガス造影が代替法として選択する場合があるが、現時点ではヨード造影剤と比較し診断精度が劣るため、その使用は限定的である。
解決策として、炭酸ガスを泡沫(フォーム)状にすることで、診断精度を改善させる方法を発案した。本研究の目的は、新たなX線陰性造影剤として炭酸ガスフォームの作成方法を確立し、実験にて有用性と安全性を検証し、臨床応用の実現を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

血管造影検査において、二酸化炭素(炭酸ガス)を用いた炭酸ガス造影はヨード造影剤の代替法であるが、液体である血液との気液二相流が生じ、ヨード造影剤と比較し、診断精度と安全性が劣る欠点がある。この欠点を克服するため、炭酸ガス造影法における造影効果と分布、安全性を改善した炭酸ガスフォームX線陰性造影剤について予備実験を行った。
既に炭酸ガスフォームは従来の炭酸ガスと同等のX線陰性造影効果を保ちつつ、液体中で浮力の影響が従来の炭酸ガスよりも軽減した挙動を示すことを確認した。そいて、フォームの安定した作成方法を確立するために、既存のデバイスを用いた作成方法を試し、経カテーテルでの投与の実現性について実験を行った。
今後は、自動灌流装置と血管ファントムを用いて拍動性血流を再現し、血管造影装置における炭酸ガスフォームの造影能を定性的・定量的に画質評価を行い、造影剤注入速度や血管造影装置の条件などの撮影プロトコールを確立する予定としている。また、従来法での炭酸ガス造影検査についても、撮影プロトコールの改良を行い、従来法での診断能改善を試み、安全性についても評価を行っていく。
最終的には、炭酸ガスフォームの臨床応用実現に向けて、界面活性剤や粘弾性を有する既存の薬剤でヨード造影剤に相当する造影能を有した炭酸ガスフォームを作成可能か、経カテーテルでの血管造影検査が可能かを検証していく予定である。
得られた研究成果は、国内外の学会にて発表していく。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

社会情勢の影響もあり、当初計画していた研究の実施が困難であったため、研究の進捗が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、研究実施計画書に基づき、自動灌流装置と血管ファントムを用いて、血管造影装置における炭酸ガスフォームの造影能を定性的・定量的に画質評価を行い、造影剤注入速度や血管造影装置の条件などの撮影プロトコールを確立する予定としている。
そして、炭酸ガスフォームの臨床応用実現に向けて、既存の薬剤で安定した安全な炭酸ガスフォームを作成可能か、それを用いた血管造影検査が実現可能を検証していく。