2013 Fiscal Year Research-status Report

蛍光計測技術を用いた消化器がんに対する革新的内視鏡下手術システム

Research Project

Project/Area Number	25462009
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	亀井尚東北大学, 大学病院, 准教授 (10436115)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中川智彦東北大学, 大学病院, 医員 (00646804) 権田幸祐東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80375435) 大内憲明東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90203710) 手島仁東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90579749)
Project Period (FY)	2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords	蛍光内視鏡 / 蛍光プローブ / リアルタイムイメージング / 蛍光クリップ
Research Abstract	本研究は、蛍光シグナルをを高感度に検出する新規の内視鏡外科手術システムを開発、応用することを目的としている。平成25年度の研究実績は以下のとおりである。１．蛍光プローブ特性の解析と新規プローブの開発　（１）蛍光プローブとして、従来用いてきた量子ドット、ICGについて蛍光強度、滞留時間、蛍光シグナルの減衰などの特性解析を行った。量子ドットは長時間の励起に耐え、またシグナル強度も強いが、ICGは蛍光シグナル強度はやや劣りるものの退色時間はそれなりに保持できている。生体への応用を意識した、有機系の新規に開発している蛍光プローブは、特性（蛍光強度・蛍光保持）がICGより優れ、より明るくより深い部位でも検知できる特徴がある。この新規蛍光色素の開発は現在、進めている段階である。（２）消化管クリップへの蛍光特性の付与　外径2mmのステンレス製の内視鏡クリップ基部のシース部に量子ドット蛍光色素の内包を行い、蛍光クリップを作成した。量子ドットの蛍光特性は保持され、ドライラボでの実験では十分な蛍光シグナルを呈した。軟性内視鏡を用いてこのクリップを消化管にクリッピングすることは問題がなかった。（３）蛍光内視鏡の開発と改良　すでに作成している既存の基本装置について、レーザー励起光の高出力化と多波長に対応する目的のバンドパスフィルターを組み込んだ。これにより、より深い深度での測定とさまざまな波長のシグナルをフィルターを変えるだけで検出することが可能になった。多重波長検出は将来的に有用と考えている。（４）大動物による実験　ブタモデルで、作成した蛍光クリップのシグナルを、改良した蛍光内視鏡システムで測定、解析した。消化管壁を透見して蛍光シグナルは検出可能であった。また、ICGによる脈管描出についても、血管、胸管ほか、いくつかの部位、組織深度で検討した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予定した研究工程のうち、新規蛍光物質の開発は途上であるが、すでに完成の見込みがある。他の研究実験は、予定通り進行しており、結果も出ている。
Strategy for Future Research Activity	１．蛍光プローブ、蛍光クリップの改良　(A)蛍光特性の優れた新規蛍光粒子の開発をさらに進め、改良する。(B)作成した蛍光クリップの消化液との干渉、蛍光シグナルに与える影響について検討する。(C)蛍光粒子の生体内の安全性を検討する２．内視鏡手術に対応する蛍光計測装置の開発・工夫　励起光出力やバンドパスフィルターの改良による計測装置の最適化を行う３．動物モデル（ブタ）での内視鏡下蛍光計測　(A)組織投与部位と検出能について、時間、濃度などの最適条件を決定する(B)蛍光クリップモデルの種々の状況を食道、胃、大腸で検討し、蛍光検出に最適な条件を決定する４．臨床応用の検討　臨床応用に向けて解決すべき問題点、特にプローブの生体に対する安全性に関して検討を行う
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	現有設備の改良や、蛍光プローブの作成にそれほど苦労せず取り組めたことと動物実験の数が予想より少なかったため、次年度に繰り越しとした。新規蛍光物質の作成と内視鏡の改良、動物実験に使用する予定である。特に大動物実験を例数多く行う予定である。