2014 Fiscal Year Research-status Report
短パルス光の機械的・音響的作用を用いた血液脳関門の新規制御・評価技術の創出
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25460665
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
佐藤 俊一 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 防衛医学研究センター, 准教授 (90502906)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 泰司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 病院, 講師 (10505267)
川内 聡子 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 防衛医学研究センター, 助教 (20506505)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 血液脳関門 / 薬剤輸送 / フォトメカニカル波 / ナノ秒パルスレーザー / エバンスブルー / 光音響イメージング / 薬剤分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. フォトメカニカル波（PMW）を用いた血液脳関門（BBB）開通技術の確立
ラットC6グリオーマモデルを対象に，PMWにより模擬薬剤であるエバンスブルー（EB）を高効率かつ安全に輸送するための条件につき検討した。その結果，PMWのピーク圧力が約40 MPa以上で標的とする腫瘍周辺部において薬剤輸送効率を高めることが可能である一方，同圧力が約70 MPaに達すると出血が発生することがわかった。またEnhanced green fluorescence proteinを発現するC6細胞を用いたモデルを対象とした実験により，PMWによりEB分子が標的とするC6細胞に導入されていることを確認した。
2. 臨床応用のための要素技術開発
深部組織標的化技術および経ファイバー的適用技術について検討を行った。深部組織標的化技術に関しては，市販光学レンズの凹面を用いてPMWを反射・集束させる方式により，標的深度15 mmにPMWを集束できることを確認した。経ファイバー的適用技術に関しては，外径を従来（2.7 mm）の約半分である1. 4 mmまで細径化した光ファイバープローブによりBBBの開通に必要なPMW圧力を発生させることに成功した。
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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
光音響断層イメージング（PAT）法による脳組織内薬剤動態評価技術に関しては，観測深度が2 mm程度に制限されており，より深部の観測のためなお装置の改良が必要である。一方，ラットグリオーマモデルを対象としたフォトメカニカル波（PMW）による薬剤輸送実験は当初計画より早く進捗しており，全体としてはおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
フォトメカニカル波（PMW）を用いた血液脳関門（BBB）開通技術の確立に関しては，昨年度の実施状況報告書でも述べた通り，対象薬剤を当初計画の光線力学的治療薬（光感受性薬剤）から，臨床現場でよりニーズの高い抗がん剤に変更したい。
光音響断層イメージング（PAT）法による脳組織内薬剤動態評価技術の確立に関しては，観測深度が目標値（1 cm）に大きく及ばない状況にあるため，イメージング方式，信号処理方式等に関して見直しを行いたい。
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| Causes of Carryover |
研究補助者を雇用して実施する予定であった実験を，研究代表者，補助事業者自ら実施したため人件費が発生しなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費として使用する。
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[Presentation] Integrated system for photomechanical drug delivery and photoacoustic imaging of pharmacokinetics2015
Author(s)
Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Daisuke Mizokami, Nobuaki Tanaka, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
Organizer
SPIE Photonics West BiOS 2015
Place of Presentation
The Moscone Center (San Francisco)
Year and Date
2015-02-06 – 2015-02-12
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[Presentation] Integrated system for drug delivery and its imaging by the use of nanosecond pulsed laser-induced photomechanical and photoacoustic effects2014
Author(s)
Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Daisuke Mizokami, Nobuaki Tanaka, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
Organizer
Biomedical Molecular Imaging 2014
Place of Presentation
Spa Spring Resort Hotel (Taipei)
Year and Date
2014-11-07 – 2014-11-07
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