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2016 Fiscal Year Research-status Report

「腫瘍内で瞬時にゲル化する磁性流体」の開発による局所化学療法と磁気温熱療法の実現

Research Project

Project/Area Number 15K14146
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

林 幸壱朗  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (80580886)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywordsハイブリッド / スマートマテリアル / ハイパーサーミア / MRI / DDS
Outline of Annual Research Achievements

主要ながん治療の一つである化学療法では、抗がん剤により全身に副作用が生じるという問題がある。そこで、カテーテルを用いて局所的に抗がん剤を投与する方法が考案されたが、この方法でも最終的には抗がん剤は全身を巡ってしまう。また、投与部周辺への副作用や、高度医療技術を要するなどの問題もある。そこで本研究では、『腫瘍内で瞬時にゲル化する磁性流体』を合成することで、腫瘍内でのみ抗がん剤を効かせることを可能にし、副作用を軽減することを目的とする。さらに、磁気温熱療法と併用することで、治療効果の増強に挑戦する。
上記の目的を達成するために、平成28年度は以下の二つのことを検証した。①平成27年度に開発した腫瘍内と同様の環境で瞬時にゲル化する磁性流体が、マウスの腫瘍内でも瞬時にゲル化するのか。②上記の磁性流体を投与したマウスに高周波交流磁場(100 Oe, 230 kHz)を印加すると発熱するか(平成27年度に、腫瘍内と同様の環境下おいて作製したゲルに高周波交流磁場を印加すると発熱することを確認している)。
結果を以下に示す。①については、上記磁性流体をマウスの腫瘍に投与し、その後すぐに腫瘍を摘出したところ、腫瘍内でゲル化していることが確認された。また、上記磁性流体を投与したマウスのMRIを経時的に行ったところ、腫瘍から漏れ出すことなくとどまっていることが確認された。②については、上記磁性流体を投与してから1分後に、高周波交流磁場を20分間印加したときの腫瘍の温度上昇の様子をサーモグラフィでモニタリングしたところ、腫瘍温度が約11℃上昇し、がん細胞が死滅する温度まで加熱することができることが明らかになった。
以上の結果は、本研究で作製した磁性流体を用いることで腫瘍のみを局所的に加熱することが可能になり、副作用が小さい温熱療法への応用が期待できることを示唆している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初計画としていた研究内容を全て遂行することができたため。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り、治療効果の評価、毒性・副作用の評価、腫瘍内におけるゲルからの抗がん剤放出挙動の調査を行う。

Causes of Carryover

当初計画していたよりも順調に研究が進み、消耗品購入量を削減することができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究に必要な蛍光顕微鏡を購入する資金の一部にあてる。

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Tracking the Same Cells Seamlessly at the Cellular, Tissue, and Whole Body Levels2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Yusuke Sato, Hiroki Maruoka, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 3 Pages: 1129–1135

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.7b00181

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relaxometric Property of Organosilica Nanoparticles Internally Functionalized with Iron Oxide and Fluorescent Dye for Multimodal Imaging2017

    • Author(s)
      Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Takafumi Kanadani, Masafumi Harada, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Colloid and Interface Science

      Volume: 492 Pages: 127-135

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2017.01.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Theranostic Nanoparticles for MRI-Guided Thermochemotherapy: Tight Clustering of Magnetic Nanoparticles Boosts Relaxivity and Heat-Generation Power2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Yoshitaka Sato, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 3 Pages: 95-105

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.6b00536

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 光と生体物質に応答する有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の新規合成法とイメージガイド下三種同時治療2017

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 52 Pages: 130-133

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Hybrid Nanoparticles for Image-guided Trimodal Therapy2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials

      Volume: 26 Pages: 8613-8622

    • DOI

      10.1002/adfm.201603394

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis of Inorganic-Organic Hybrid Membranes Consisting of Triazole Linkages Formed by the Azide-Alkyne Click Reaction2016

    • Author(s)
      Naoya Ozawa, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Membrane Science

      Volume: 517 Pages: 21-29

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2016.06.019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocurrent Enhancement of Chemically Synthesized Ag Nanoparticle-Embedded BiFeO3 Thin Films2016

    • Author(s)
      Rika Maruyama, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 55 Pages: 10TA14-1

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.10TA14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-Pot Synthesis of Inorganic/Organic Hybrid Membranes from Organoalkoxysilane, Hydroimidazole Derivative, and Cyclic Sulfonic Acid Ester2016

    • Author(s)
      Koji Takahashi, Junji Umeda, Koichiro Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Materials Science

      Volume: 51 Pages: 3398-3407

    • DOI

      10.1007/s10853-015-9654-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multifunctional Hybrid Nanoparticles for Biomedical Applications2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      Volume: 124 Pages: 855-862

    • DOI

      10.2109/jcersj2.16099

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ハイブリッドナノ粒子のバイオメディカル応用2016

    • Author(s)
      林 幸壱朗
    • Organizer
      平成28年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2016-12-10 – 2016-12-10
    • Invited
  • [Presentation] Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Image-Guided Trimodal Therapy2016

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
    • Organizer
      The 1st International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-10-17 – 2016-10-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 赤血球様粒子の作製と体内動態の解明2016

    • Author(s)
      林 幸壱朗、山田 翔太、坂本 渉、余語 利信
    • Organizer
      第 32 回日本 DDS 学会学術集会
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
      2016-06-30 – 2016-07-01
  • [Remarks]

    • URL

      https://hayashi81.wixsite.com/imasslab2

  • [Remarks]

    • URL

      http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100007892_ja.html

  • [Remarks]

    • URL

      http://researchmap.jp/hayashi_/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法2017

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/4979
    • Filing Date
      2017-02-10
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法2017

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/4981
    • Filing Date
      2017-02-10
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法2016

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-91356
    • Filing Date
      2016-04-28
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法2016

    • Inventor(s)
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Holder
      林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-91359
    • Filing Date
      2016-04-28

URL: 

Published: 2018-01-16  

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