2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a system for optimizing magnetic targeting and magnetic hyperthermia treatment using newly-developed magnetic particle imaging
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15K12508
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
村瀬 研也 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50157773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近江 雅人 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (60273645)
木村 敦臣 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (70303972)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 磁気粒子イメージング / 磁気送達 / 磁気温熱療法 / 磁性ナノ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、外部より磁場を印加して磁性ナノ粒子（MNP）と薬剤を内包したリポソーム等を目的の場所に局所集中させる磁気送達法やMNPを発熱体とした温熱療法（磁気温熱療法）が提案され、次世代のがん治療法として注目を集めている。これらの治療法を実用化して有効性を高めるためには、集積したMNPの空間分布を高精度に可視化し、集積量を正確に定量する必要がある。しかし、現時点ではこれらを行う有効な手段がない。最近、我々はMNPの外部磁場に対する非線形応答性を利用してMNPの空間分布を画像化する磁気粒子イメージング（MPI）法および装置を新規に開発した。本研究課題の目的は、新規に開発したMPI法を用いて磁気送達や磁気温熱療法の効果を最適化するシステムを開発し、その有用性や信頼性をファントムや動物実験によって明らかにすることである。
本年度はMPI撮像で得られたMNPの３次元分布と前年度で得られた基礎データを基に数値流体解析ソフトウェアを用いてPennesの生体伝熱方程式を解き、温度上昇量を推定して最大および平均温度上昇量を求め、推定した温度上昇量やMPI画像の画素値と腫瘍体積増加率との関係を検討して、磁気温熱療法の効果を最適化するシステムを構築した。
また、煙霧化したMNPと永久磁石を用いた磁気送達システムを想定したファントム（肺を模擬したウレタンを永久磁石の直下に配置）を作成した。煙霧化したMNPの流量やウレタンと永久磁石間の距離（d）を変えて実験を行った後、ウレタンを取り出してMPI撮像し、MPI画像の画素値を定量して流量やdとの関係を検討した。その結果、MPI画像の画素値は流量の増加とともに増加したが飽和する傾向を示し、dの増加とともに指数関数的に減少した。これらの結果から、本研究によって構築した磁気送達システムの有効性やMPI法の磁気送達のモニタリング法としての有用性が示唆された。
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Research Products
(3 results)
