Development of sonosensitizer delivery nanocomposites for minimally invasive cancer therapy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03823
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022-2023); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: Harada Atsushi 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (50302774)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北山 雄己哉 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40649745)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 超音波力学療法 / 音増感剤 / 酸化チタンナノ粒子 / 低侵襲治療

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop polymer/titanium dioxide nanoparticle nanocomposites with various functions through rational design, in order to realize cancer-specific drug delivery of sonosensitizers for use in sonodynamic therapy. We developed a new transfer agent to introduce functional groups at the ends of biocompatible polymers for modifying them with titanium dioxide, and established a synthesis method to obtain the desired polymers by RAFT polymerization using the agent. We modified titanium dioxide nanoparticles with a polymer for which a synthesis method had been established, and succeeded in improving the dispersion stability of titanium dioxide nanoparticles under physiological conditions. Furthermore, we succeeded in synthesizing a block copolymer with a disulfide bond at the linking part that is cleaved in the intracellular environment.

Free Research Field

生体機能材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本国民最大の死亡原因とされる「がん」に対する治療法の開発は重要であり、化学療法、放射線療法、外科療法が三大がん治療法として知られる。その中で、超音波力学療法は、非侵襲的かつ人体に安全な超音波を利用した治療法であり、組織減衰係数が低いため生体組織深部がんへの効果的な治療法となりえるため、次世代のがん治療法として注目される。この超音波力学治療法の実現には、超音波照射に応答して活性酸素種（ROS）を発生させるために必要な音増感剤を腫瘍組織へ送達し超音波に対する感度を上昇させる必要がある。そのための新たに高分子材料を開発した。