2018 Fiscal Year Research-status Report

Development and application of new gastrointestinal fluorescent clip system which can be detected from outside

Research Project

Project/Area Number	17K10576
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	亀井尚東北大学, 医学系研究科, 教授 (10436115)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤島史喜東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40451596) 多田寛東北大学, 医学系研究科, 准教授 (50436127) 権田幸祐東北大学, 医学系研究科, 教授 (80375435) 大内憲明東北大学, 医学系研究科, 客員教授 (90203710) 櫻井直東北大学, 大学病院, 非常勤講師 (40451570) 岡本宏史東北大学, 大学病院, 助教 (80732487)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	蛍光計測 / 消化管クリップ / 術中ナビゲーション
Outline of Annual Research Achievements	本研究は「管腔外から認識可能な蛍光消化管クリップの開発と臨床応用」を目的としている。①新規蛍光プローブPIDを用いて、これを担持させた消化管内視鏡用クリップの作成、②作成した消化管クリップの蛍光特性（蛍光強度、退色時間、従来の蛍光物質との比較）の解析、③大動物を用いた消化管管腔外からの蛍光シグナル検出と解析（in vivo手術実験）、④蛍光クリップの消化管粘膜への影響の検討（病理学的検討、急性期安全性を含む）、⑤消化液等がクリップ蛍光特性、品質保持に及ぼす影響の検討　の５項目の実験研究を計画している。平成３０年度は、研究計画に従って、以下の項目を中心に研究を行った。 ①新規蛍光プローブPIDを担持させた消化管クリップの作成：消化管内視鏡用クリップ（外径2mm）に新規蛍光物質PIDを担持させた蛍光クリップはすでに完成しているが、鉗子口へのスムーズな挿入のために蛍光物質の量や最終形を確定した③ブタを用いた消化管管腔外から蛍光シグナルを解析（in vivo手術実験）：作成した蛍光クリップをブタ消化管内腔にうち、食道・胃・小腸・大腸でそれぞれ継続観察した。消化管壁の厚さは、励起光の到達と蛍光シグナルの検出に大きく影響するが、特にブタ胃壁は厚く、通常では蛍光観察ができていない。胃壁を押すことで前壁のクリップであれば、かすかに認識できるレベルであることを確認した。④有機物であるPIDは基本的に無害であり、数時間～数日のクリッピングでは化管粘膜への悪影響はないことを病理学的に明らかにした。⑤消化液のうち、胃液が最も強い酸であり、このPIDに対する影響を、継続して実験中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 平成３０年度に計画した研究は、新規蛍光クリップ作成と改良、ブタモデルでの消化管管腔外からの観察、クリップの消化管粘膜に与える影響の検討、消化液のPIDに対する影響の４項目であったが、いずれも計画通り進んだ。蛍光クリップについては、今後も効率よいPIDの担持方法や最適な量、アプライヤーの改良などは継続していく。消化管は、壁の厚い胃よりも大腸が実験に適していることが判明したので、今後は大腸を中心に実験を進めていく予定である。急性毒性を含めて消化管粘膜への影響は認めていない。消化液の影響の検討では、強酸（胃液を想定）を念頭に実験を継続中である。
Strategy for Future Research Activity	平成３０年度に引き続いて、クリップ部位の生体内深度と蛍光計測装置の蛍光検出能力との関係、効率よい観察手法の決定についてより詳細に検討する。さらに臨床応用を念頭にした実験として、消化液がPIDの蛍光特性に及ぼす影響を引き続き明らかにしていく。従来、人体に無害な有機系物質であり、影響は少ないと予想されるものの、この課題をクリアできれば蛍光消化管クリップの臨床応用への展開が迅速に進むと予想される。
Causes of Carryover	（理由）当該年度に必要なPID、クリップについては、数量も限られ、また、試作品も含めたため、あまり費用が掛からなかった。また、大動物の実験においても、自研究室で行う他の実験に合わせて、同個体でパイロット的な意味で行ったため、初期計画よりも費用が掛からなかった。（使用計画）平成３１年度以降は、実験に使用するPID、およびクリップの数量が多く必要とされる。また、病理学的検討を新たに加えることで試薬や抗体の購入も行うため、使用予定である。さらに、動物実験も繰り返し行う必要があるため、その購入を行う予定である。