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2023 Fiscal Year Annual Research Report

人工副鼻腔による呼吸器機能の増強

Research Project

Project/Area Number 22K19904
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

石原 伸輔  国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (30644067)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 垣花 学  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20274897)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords一酸化窒素 / 層状複水酸化物 / 副鼻腔 / 生理活性ガス / 感染症 / 血管拡張
Outline of Annual Research Achievements

一酸化窒素ガス(NO)は体内で産生されて、血管拡張や殺菌、シグナル伝達など様々な生理活性に関与している。特に、副鼻腔においてはNOが活発に産生されていることが知られており、鼻呼吸によって咽頭、喉、気道、肺へとNOが供給されて、平滑筋弛緩・血管拡張・呼吸器経路の殺菌などに寄与していると考えられている。本研究では、副鼻腔の機能のひとつであるNO供給能を模した「人工副鼻腔」を創成し、微量のNOデリバリーによって心肺機能の増強(慢性呼吸器疾患の緩和を含む)や、感染症予防などにつなげることを目的としている。本年度は、更なるデバイスの小型化・簡素化を進めるため、NO発生剤の改良に取り組むとともに、在宅医療や病院外、途上国等での使用も意識して、患者のユーサビリティ向上のためNO発生方法の見直しも進めた。具体的には、亜硝酸イオンを層間に含有させた層状複水酸化物(LDH)と還元剤、多孔体から成る混合物を不織布フィルターや円筒濾紙内に内包してパッチやカートリッジとし、これをマスクや円筒等に搭載することで、大気や吐息に含まれる二酸化炭素や水蒸気を刺激としてNOを発生させ、患者にNOを吸入させる簡易型デバイスを構築した。定常フロー下におけるモデル実験では、デバイス構成やパッチやカートリッジの使用数に応じて簡易的にNO濃度や発生時間のコントロールが可能であったことから、医療現場において適応疾患やユースケースに応じた柔軟な使用ができると考えられる。以上のように、「人工副鼻腔」の概念構築に成功したことから、今後は実用化に向けた検討に進む予定である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 層状複水酸化物を用いた生理活性ガス徐放材料2023

    • Author(s)
      石原伸輔、井伊伸夫
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 58 Pages: 385-388

    • Open Access
  • [Presentation] 肺高血圧・呼吸不全治療の革新に向けた小型NO吸入器の開発2024

    • Author(s)
      石原伸輔、井伊伸夫
    • Organizer
      革新的医療技術創出拠点 令和5年度成果報告会
  • [Presentation] 分子認識を用いた機能材料創製 センシングから医療まで2024

    • Author(s)
      石原伸輔
    • Organizer
      第16回超分子若手懇談会
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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