2021 Fiscal Year Annual Research Report
単回血管挿入で異なる薬剤を適剤適所に送達可能な光応答性薬剤担持型バルーンの開発
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20H04526
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
赤木 友紀 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40782751)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安楽 泰孝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (60581585)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バイオマテリアル / 光応答性 / 薬剤溶出バルーン（DCB） / 局所的薬剤送達システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、これまで開発を進めてきた厳しい血流中においても薬剤が剥奪せず、光照射した時のみ選択的かつ効率的に薬剤を放出可能な光応答性薬剤担持型バルーンの汎用性の向上を目的とする。当該年度は、様々な薬剤の搭載および、搭載した薬剤を異なるタイミングで放出可能なシステムに展開するために、①バルーン表面への高分子集合体(PA)の導入、②500 nmで開裂する光応答性リンカーの合成および機能評価に関する検討を行なった。①バルーン表層に導入するPAの基盤的知見を得るために、蛍光標識化高分子ミセルを医療バルーンと同素材で表面状態も類似しているLatex粒子に導入したものを作成し、光照射に対する応答性についての検討を行なった。さらに、低分子薬剤と異なり、高分子ミセルはバルーン表層と多点で結合するため、リンカー密度に対する開裂速度等の基礎的な評価を実施した。②多様な薬剤を様々な部位での投与を可能にするため、これまで検討してきた365nmで開裂するリンカーに加えて、500 nmで開裂するリンカーを用いることを想定している。一方で、必要な要件を備えた可視領域で開裂するリンカーは多くない。当該年度は、500 nmの波長の光で開裂するリンカーを合成し、バルーンおよび薬剤との結合の確認、および開裂の有無に関しての検討を行なった。
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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
当該年度は、①バルーン表面への高分子集合体(PA)の導入、②500 nmで開裂する光応答性リンカーの合成および機能評価を行なった。①これまでの実験から確立してきた手法を適用し、Latex粒子への蛍光標識化高分子ミセル(Fl-PM)の導入および基礎的検討を行なった。その結果、Fl-PMは、構造体を維持したままバルーン表面に導入することができ、光照射時のみリリース可能であることを確認した。当初想定していたように、低分子化合物のリリースより緩やかにリリースされる傾向にあるため、多点で結合している可能性が示唆された。②500 nmで開裂するリンカーとしては、基本骨格としてBODIPYを選択し、バルーンおよび薬剤と結合可能な官能基を有する化合物の合成を行なった。これまでに、合成スキームについては概ね確立しており、また、Latex粒子への導入および機能性評価の結果から、有効性が確認されている。
以上の理由から、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、バルーン表層に担持させ、光照射によって機能するために最適な高分子集合体の調査および導入方法の精査を進めていく。さらに、異なる波長で開裂するリンカーを導入し、段階的に薬剤の投与が可能であるか、また、開裂効率等の定量的な評価を行う。並行して、医療用バルーンに本提案手法を適用し、in vivo実験により機能性の確認も行う予定である。
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