2013 Fiscal Year Research-status Report
大量ナノバブルにより増強したキャビテーション効果の医療利用：血栓溶解効果での評価
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25461893
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
狩谷 秀治 関西医科大学, 医学部, 講師 (40368220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷川 昇 関西医科大学, 医学部, 教授 (90227215)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | インターベンショナルラジオロジー / ナノバブル / キャビテーション / 血栓溶解 |
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| Research Abstract |
全体構想と最終目標は、ナノ、マイクロバブルが圧潰するときに生じるキャビテーション効果を、大量ナノバブルの局所的体内発生と超音波照射の組み合わせにより、生体内で利用可能なレベルの物理化学作用へと増強させて様々な医療用途へ導入することである。本研究期間全体で行うことは、増強させたキャビテーション作用が様々な用途に導入可能な効果であることを、これらの用途の一つである血栓溶解促進効果を利用して証明することである。
H25年度の目的は本研究に適したナノバブルジェネレータシステムを構築し、ファントムでバブル径、バブル密度、キャビテーションの有無、照射する超音波の条件を明らかにすることであった。血管内使用のため低流量でも高密度のナノバブルの発生が可能である装置が必要であった。これには（株）アスプ製のMA5SPOが必要条件に近いことが分かり導入した。しかし、全流量をカテーテルへ通すとバブルの生成部に圧がかかり生成に問題があった。また吐出量を微量にコントロールする必要があった。したがって、ナノバブル発生装置から吐出されるナノバブル液の一部のみをカテーテルに吐出し、残りをリザーバーへ排出する分岐システムを設置した。分岐システムによって、発生装置側回路内の圧低下、カテーテル側への流量コントロールが可能となった。5F血管造影用カテーテルを接続し、カテーテルからバブルが吐出されるように製作した。
発生装置の既存のデータから5mL/min（全吐出量）の条件で、0.81*108 個/mLのバブルが発生していると推測できた。平均粒子径は170nmと推測できた。
上記発生装置と5Fカテーテルを組み合わせ、カテーテルから容器にバブルを吐出し集めた状態で40kHzの超音波を加えると、バブルにより白濁した液体が瞬時に透明に変わり、キャビテーションが生じていることを確認した。
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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
通常の臨床で使用される5F血管造影用カテーテルからナノバブルの吐出に成功した。このナノバブル発生装置で生成されたナノバブルは安価なシステムで照射可能な40kHzの超音波でキャビテーションが生じることを確認できた。使用した気体は空気で、液体は水道水であった。本年度の終盤では水道水と炭酸ガスでナノバブルの生成を行っているが、炭酸ガスの液体への溶存のため高密度に生成することが難しい。しかし、これもリザーバーへ集められた液体を再利用しなければ密度が高くできることも把握した。主たる目的は達成できており、特に比較的簡単な方法でキャビテーションに成功したことは今後の展開に有利である。バブル密度やバブル径の概算は把握できているが、学術発表として公開するための資料となる正確なバブルの密度やバブル径についてのデータは不十分である。当初の計画では、各パーツを購入してナノバブル発生システムを製作する予定であったが、計画通りの結果が得られない可能性があったため、高価なポンプ、ミキサー、圧力計をレンタルしてテストした。
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| Strategy for Future Research Activity |
H25年度の続きとして、レンタルにてテストした機器を購入し、ナノバブル発生装置を製作する。CO2とヘパリン加生理食塩水にて装置を稼働させバブルの発生条件を得る。
H26年度に動物実験を行う。豚の血管を血栓化させる。血栓化した血管内に効率よく大量
のナノバブルを発生でき、豚がvolume overとならないような注入量、注入圧、注入速度の条件を明らかにする。得られたナノバブル発生条件およびH25年度で得られた超音波照射条件にて超音波照射を行い、キャビテーションを生じさせる。血栓溶解を観察する。最も血栓溶解が生じる条件を明らかにする。
H27-28年度に引き続き動物実験を行う。ナノバブル、超音波照射、組織プラスミノーゲン活性化因子の「あり」、「なし」の条件で血栓溶解を比較し、キャビテーションが血栓溶解に有用であることを明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初の計画では、各パーツを購入してナノバブル発生システムを製作する予定であったが、計画通りの結果が得られない可能性があったため、高価なポンプ、ミキサー、圧力計をレンタルしてテストした。したがって物品購入費の執行が少なくなった。
レンタルにてテストした機器を購入し、ナノバブル発生装置を製作する。
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