2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of cell delivery system attaching flexible ultrasound array on body surface
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17H02107
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
桝田 晃司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283420)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 一雄 帝京大学, 薬学部, 教授 (30130040)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 准教授 (90384784)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 音響放射力 / トランスデューサ / Tリンパ球 / 微小気泡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、細胞に付着した微小気泡の存在が音波に対する凝集体の制御性に影響する事を、実験結果を中心に示してきた。今回は治療対象部位における凝集体の集積を目的として、超音波による複数の焦点を形成し、複数箇所の捕捉に関して検討した。
本研究で対象とする細胞として、ウイルス等の細胞内病原体に対する免疫防御に重要なCD8陽性Tリンパ球を用いた。同細胞のサイズは10-20ミクロンであり、抗原を認識し活性化されると腫瘍細胞を殺傷する機能を有する。また同細胞に特異的に付着する微小気泡として抗 CD8 抗体を修飾したバブルリポソームを導入し、細胞表面に共有結合させ、凝集体を形成した。
水槽中にはポリビニルアルコールにて成形された流路幅0.5-1.4 mmの範囲の多分岐型流路を設置し、凝集体を含んだ懸濁液を通過させた。水槽底面にアレイトランスデューサを設置し、蛍光顕微鏡の視野内に焦点を形成するような実験系を構築した。同トランスデューサの各素子に異なる位相を与えることで、任意の時間軸において焦点数、焦点位置、焦点の持続時間等を変化させることができる。ここで形成した音場中における凝集体の動態を蛍光顕微鏡により観測した。同様の計測を様々な焦点数、焦点間距離、焦点の時間間隔に対しても適用し、凝集体の挙動を解析した。
流路を通過する懸濁液に対し、中心周波数3 MHzで最大音圧400 kPa-ppの連続波またはバースト波を照射した。この際、焦点数を変化させて、2焦点では単焦点の50 %、3焦点では単焦点の33%、となるように音響エネルギーを統一した。この結果、焦点数の変化に伴って総捕捉面積は変化し、単焦点での捕捉面積に比べて最大で1.4倍捕捉面積が向上することを確認した。これから、細胞を包含した微小気泡凝集体の捕捉効果の向上を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細胞ー微小気泡凝集体の製造方法は概ね確立した。またその動態制御、および動態制御のための超音波の照射条件について絞り込みが進んでおり、動物実験に適用できる手前まで進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、ラットやウサギを用いた動物実験にて、これまでの人工流路での実験結果との比較検討を行う。ただ、生体内の状況ではアレイトランスデューサの照射音圧が不十分である可能性があり、その場合は、将来的な音波照射系の性能向上を見越して、定量的なデータを蓄積することに集中する。
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