Establishment of an Innovative Treatment for Fibrotic Soft Tissue - Minimally Invasive Reconstruction Using Ultrasound

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22502
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0403:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: yagi ippei 東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (30884150)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 超音波 / キャビテーション / 線維化 / 線維症治療

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to propose an minimally invasive treatment for fibrosis using ultrasound cavitation and other methods, and to verify its effectiveness in improving soft tissue flexibility. To this end, an ultrasound irradiation system was constructed and evaluation samples purified by animal fibers were used to evaluate mechanical strength and morphology. It was confirmed that exposure to ultrasonic cavitation for approximately 120 seconds significantly changed the aspect of the collagenous material and reduced its mechanical strength by approximately half. The results of this study were reported in one commentary article, one international conference, and four national conferences.

Free Research Field

医療機器開発

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

線維症とは、コラーゲンなどの細胞外マトリックス物質が異常に蓄積し、臓器不全に至る病気である。このような臓器不全は、全世界の死因の約3分の1を占めている。しかし、この病気には根本的な治療薬がないため、非侵襲的な治療戦略の開発が重要である。本研究では、非熱的治療法である非収束超音波照射を用いた線維化組織の軟化法を開発した。定在波でキャビテーションを発生させると、照射時間に依存して線維組織の機械的強度が低下することがわかった。また、超音波キャビテーションによるコラーゲン繊維の破断により、照射後に線維組織の外観が変化した可能性がある。この方法は、広範囲の線維性組織の治療に応用できる可能性がある。