Development of novel theranostics system using photoacoustic and ultrasound-responsive nanobubbles

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22978
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Negishi Yoichi 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (50286978)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 葉子 (遠藤葉子) 東京薬科大学, 薬学部, 助教 (30453806) ; 濱野 展人 東京薬科大学, 薬学部, 助教 (80708397)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 光音響 / ナノバブル / 超音波

Outline of Final Research Achievements

Currently, there is a need to develop highly accurate PA contrast agents based on photoacoustic (PA) imaging methods for the early diagnosis of vascular lesions. In this study, we newly combined photoacoustic technology with the platform technology of ultrasound (US) contrast gas-filled nanobubbles (NBs) to create a noninvasive theranostics system using a combined PA and US method.　In this study, we developed DiR-loaded photoacoustic-responsive nanobubbles (DiR-PANBs). It is suggested that the DiR-PANBs could detect the vascular lesion. In addition, this NBs have multi-imaging modalities including near-infrared fluorescence imaging and ultrasound imaging. Thus, the DiR-PANBs might be more precise and accurate diagnostic agents.

Free Research Field

ドラッグデリバリーシステム

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究の遂行により、カルボシアニン系色素であるDiRを搭載した新規光音響応答性NBsの開発に成功し、血管病変部位の検出が可能となる新規光音響造影剤及び蛍光イメージングや超音波イメージングなどマルチモーダルイメージング剤としての可能性を示した。本成果は、これまでの超音波応答性NBsに光音響技術を融合した新たなツールであり、病変部位に対するより正確な診断造影剤の開発に繋がることから、学術的に意義深い。本基盤技術を応用することで、がん領域など血管病変を有する疾患への応用や治療用超音波と本NBsを併用した場合の新たな治療法の開発も期待される。