2015 Fiscal Year Annual Research 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, その他部局等, 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, その他部局等, 准教授 (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, その他部局等, 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 / 血液腫瘍関門 / グリオーマ / 薬剤輸送 / フォトメカニカル波 / ナノ秒パルスレーザー / 光音響イメージング |
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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： ラット悪性脳腫瘍（グリオーマ）モデルを対象に，PMWによる模擬薬剤（エバンスブルー，EB）の送達実験を行った。薬剤を腫瘍中心部および浸潤がみられる腫瘍周縁部に高効率かつ安全に送達するためのレーザー照射条件を明らかにするとともに，BBBを開放するために必要な圧力値について評価した。さらに，緑色蛍光タンパクを発現するグリオーマ細胞を用いたモデルを対象に，PMWの適用により，治療の重要な標的となる腫瘍周縁部のグリオーマ細胞へのEB分子の送達効率が有意に高まることを示した。
2. 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： 上記薬剤送達の評価に応用するため，音響学的空間分解能を有するPAT装置を開発し，PMWの適用によりラット脳血管から漏出する薬剤（EB）分布の画像化を試みた。血液およびEB分子それぞれの吸収係数が高い二波長の励起光（532 nm, 670 nm）を用いることにより，血管と薬剤の分布を同時に画像化可能であることを示した。しかし画像化深度は血管について約2 mm，薬剤について約1 mmに制限され，改善が必要であることがわかった。
3. 臨床応用のための要素技術開発： 1項記載の薬剤送達技術を臨床応用する際に必要となる，深部組織標的化技術および経光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，ごく安価に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。経光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により，BBBの開放に必要なPMW圧力を発生させうることを確認した。
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[Presentation] Photoacoustic imaging of subcutaneous tumor in mice and its vascular response to photodynamic effect using indocyanine green-labeled biodegradable nanocarrier2015
Author(s)
Y. Tsunoi, S. Sato, R. Watanabe, S. Kawauchi, Y. Miyagawa, D. Mizokami, N. Tanaka, K. Araki, A. Shiotani, E. Ozeki, I. Hara, T. Takemura, M. Terakawa
Organizer
European Conferences on Biomedical Optics 2015
Place of Presentation
Munich, Germany
Year and Date
2015-06-21 – 2015-06-25
Int'l Joint Research
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