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2012 Fiscal Year Final Research Report

Development of local cell stimulation method using ultrasound exposure in presence of microbubbles

Research Project

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Project/Area Number 23650247
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

KUDO Nobuki  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30271638)

Research Collaborator OKUYAMA Manabu  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
KINOSHITA Yuto  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
MATSUI Tomoko  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
MIZUUCHI Misato  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
YOSHIMATSU Yuri  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 修士課程学生
Project Period (FY) 2011 – 2012
Keywords細胞骨格 / メカノトランスダクション / 細胞局所機械刺激 / 心筋細胞 / 超音波 / 光ピンセット / 微小細胞
Research Abstract

A novel technique for local mechanical stimulation of cells was proposed to studymechanotransduction of living cells. A cell with an attached micron-sized bubble is stimulated by this techniqueby using the effect of larger acoustic radiation force being applied to the bubble than to the cell. Optical tweezerswere used to control the position of a bubble. Cardiac myocytes isolated from neonatal rats were used formechanical stimulation, and a cell culture chamber for microscopic observation under exposure of ultrasoundexposure was developed. Cardiac myocytes with attached microbubbles were irradiated with ultrasound, and thegeneration of premature ventricular contraction by the mechanical stimulation was confirmed. Experiments toevaluate the refractory period of the myocytes were carried out using this technique, and changes in the perioddepending on the beating frequency were found, suggesting the usefulness of the proposed technique for studying cell reactions to mechanical stimulation.

  • Research Products

    (27 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Basic studies on sonoporation with size- and positioncontrolled microbubbles adjacent to cells.2013

    • Author(s)
      Kudo N, Tanaka Y, Uchida K.
    • Journal Title

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      Volume: (in print)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relation between cell membrane tension and repair of membrane damaged during sonoporation2013

    • Author(s)
      Tanaka Y, Kudo N.
    • Journal Title

      IEEE Ultrasonics Symposium Proceedings

      Volume: (in print)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prophylactic immunization with Bubble liposomes and ultrasound-treated dendritic cells provided a four-fold decrease in the frequency of melanoma lung metastasis2012

    • Author(s)
      Oda Y, Suzuki R, Otake S, Nishiie N, Hirata K, Koshima R, Nomura T, Utoguchi N, Kudo N, Tachi bana K, and Mar uyama K.
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 160(2) Pages: 362-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activation of microbubbles by short-pulsed ultrasound enhances the cytotoxic effect of cisdiamminedichloroplatinum (II) in a canine thyroid adenocarcinoma cell line in vitro2012

    • Author(s)
      Sasaki N, Kudo N, Nakamura K, Lim SY, Murakami M, Kumara WRB, Tamura Y, Ohta H, Yamasaki M, and Takiguchi M.
    • Journal Title

      Ultrasound in Medicine and Biology

      Volume: 38(1) Pages: 109-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A study on sonoporation of cells cultured on a soft collagen gel scaffold.2012

    • Author(s)
      Kudo N, and Kinoshita Y.
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1503 Pages: 61-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 超音波照射と電気刺激による期外収縮発生に関する培養心筋細胞を用いた検討2012

    • Author(s)
      水内美里,工藤信樹
    • Journal Title

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      Volume: 2012(2) Pages: 38-43

  • [Journal Article] パルス超音波を用いたソノポレーションにおける薬物付着型微小気泡の有用性に関する基礎的検討2012

    • Author(s)
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • Journal Title

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      Volume: 2012(2) Pages: 44-482

  • [Journal Article] Sonoporationによる抗がん剤の効果増強の多角的評価2012

    • Author(s)
      松井智子,工藤信樹
    • Journal Title

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      Volume: 2011(4) Pages: 17-21

  • [Journal Article] Sonodynamic therapy using water-dispersed TiO2-polyethylene glycol compound on glioma cells: comparison of cytotoxic mechanism with photodynamic therapy.2011

    • Author(s)
      Yamaguchi S, Kobayashi H, Narita T, Kanehira K, Sonezaki S, Kudo N, Kubota Y, Terasaka S, Houkin, K.
    • Journal Title

      Ultrasonics Sonochemistry

      Volume: 18 Pages: 1197-1204

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 診断装置によるソノポレーションの特徴と条件設定2011

    • Author(s)
      佐々木東,中村健介,工藤信樹,滝口満喜
    • Journal Title

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      Volume: 2011(2) Pages: 53-55

  • [Journal Article] ゲル上に培養した細胞へのソノポレーション効果に関する検討2011

    • Author(s)
      木下勇人,工藤信樹
    • Journal Title

      日本超音波医学会超音波基礎技術研究会資料

      Volume: 2011(2) Pages: 47-52

  • [Journal Article] 光ピンセットを用いた超音波造影剤微小気泡の位置制御装置の開発2011

    • Author(s)
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: 111(84) Pages: 7-12

  • [Presentation] 微小気泡の薬物付加法や膜特性がソノポレーション現象に与える影響2013

    • Author(s)
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • Organizer
      日本超音波医学会平成24年度第4回超音波分子診断治療研究会
    • Place of Presentation
      福岡,福岡大学医学部
    • Year and Date
      2013-03-02
  • [Presentation] ソノポレーション研究のための光ピンセットを用いた微小気泡位置制御システムの開発2012

    • Author(s)
      内田和輝,田中裕人,工藤信樹
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2012日本光学会年次学術講演会
    • Place of Presentation
      東京,タワーホール船堀
    • Year and Date
      20121023-25
  • [Presentation] 蛍光物質付着型バブルリポソームを用いたsonoporationの検討2012

    • Author(s)
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • Organizer
      第28回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      札幌,札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      20120704-05
  • [Presentation] 超音波照射と電気刺激による培養心筋細胞の期外収縮発生の時間閾値に関する検討2012

    • Author(s)
      水内美里,工藤信樹
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] パルス超音波と微小気泡を用いた細胞へのマイクロインジェクションの試み2012

    • Author(s)
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] 蛍光物質付着型バブルリポソームを用いたsonoporationの検討2012

    • Author(s)
      吉松幸里,工藤信樹,鈴木亮,丸山一雄
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] パルス超音波を用いたソノポレーションの実現に向けたいくつかの基礎的検討2012

    • Author(s)
      工藤信樹,佐々木東,滝口満喜
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] Invitroとinvivo条件におけるソノポレーションの最適条件と効果の違いに関する検討2012

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] キャビテーションの生体作用2012

    • Author(s)
      工藤信樹
    • Organizer
      日本超音波医学会第85回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20120525-27
  • [Presentation] ソノポレーション効果の制御を目指したタイムラプス観察システムの開発2012

    • Author(s)
      田中裕人,工藤信樹
    • Organizer
      第51回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      福岡,福岡国際会議場
    • Year and Date
      20120510-12
  • [Presentation] ソノポレーションの機序検討に向けた細胞と微小気泡の同時位置制御2012

    • Author(s)
      内田和輝,奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • Organizer
      第51回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      福岡,福岡国際会議場
    • Year and Date
      20120510-12
  • [Presentation] 細胞培養の足場硬さによるソノポレーション現象の違い2012

    • Author(s)
      工藤信樹,田中裕人
    • Organizer
      日本ソノケミストリー学会第5回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京,帝京大学板橋キャンパス
    • Year and Date
      2012-12-15
  • [Presentation] ソノポレーション基礎研究のための光ピンセットを用いた微小気泡位置制御装置の開発2011

    • Author(s)
      奥山学,工藤信樹,清水孝一
    • Organizer
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20110527-29
  • [Presentation] 2種類の前立腺がん細胞におけるソノポレーションによる抗がん剤の効果増強2011

    • Author(s)
      松井智子,工藤信樹
    • Organizer
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20110527-29
  • [Presentation] 細胞の培養状態がソノポレーションの効率に与える影響に関する検討2011

    • Author(s)
      木下勇人,工藤信樹
    • Organizer
      日本超音波医学会第84回学術集会
    • Place of Presentation
      東京,グランドプリンスホテル新高輪
    • Year and Date
      20110527-29

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Published: 2014-09-25   Modified: 2014-09-25  

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