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2017 Fiscal Year Annual Research Report

The fundamental and preclinical study about accelerator-based boron neutron capture therapy in hospital

Research Project

Project/Area Number 26293320
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

松村 明  筑波大学, 医学医療系(副学長), 副学長 (90241819)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 熊田 博明  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30354913)
山本 哲哉  横浜市立大学, 医学部, 教授 (30375505)
中井 啓  茨城県立医療大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (50436284)
磯辺 智範  筑波大学, 医学医療系, 教授 (70383643)
鶴淵 隆夫  筑波大学, 医学医療系, 講師 (70778901)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords加速器 / 治療計画システム / モンテカルロ / 線量評価 / 生物学的基礎実験 / 細胞照射実験
Outline of Annual Research Achievements

本研究開発では、中性子ビームを発生する加速器だけでなく種々の周辺装置の開発も実施した。治療計画の立案に必要な治療計画システムとしては、モンテカルロベースのシステム:ツクバプラン(開発コード名)を開発し、システムの検証を実施した。当該施設で実施したファントム実験をツクバプランで再現してシミュレーションし、適切な線量評価を実施できることを確認した。原子炉施設を使った悪性脳腫瘍に対するBNCTでは、BNCTにX線照射を組み合わせた照射を実施していた。当加速器施設でも同集学的療法を実現できるように、ツクバプランをBNCT(中性子)だけでなくX線照射、陽子線照射による線量評価にも対応できるように機能拡張した。また、モーションキャプチャー技術を応用した患者位置合わせ手法の基盤技術を開発し、試作機も当該施設の治療室内に設置した。
加速器開発の遅延のため、生物学的基礎実験、細胞照射実験を施行した。腫瘍細胞内へのホウ素化合物分布を可視的にとらえることに関してPIXE/PIGE systemを用いて細胞実験および動物実験で腫瘍細胞および腫瘍組織におけるホウ素分布の基礎的知見を得た。昨年から継続して加速器線源を開発しているノボシビルスクブドカー核物理研究所において細胞実験の一部を天然ホウ素化合物を用いて行い、照射条件に関して検討を行った。現時点で病院内併設可能型BNCT用加速器中性子源装置の実証機が完成し、皮膚悪性腫瘍の治験を施行中である。今後は、悪性脳腫瘍に対する第Ⅰ相治験の実施に向けて、物理特性測定及び生物照射実験(脳腫瘍由来の細胞を用いた)を行い、BNCT用加速器中性子源による治療効果の検証・分析を行う予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Radiobiological response of U251MG, CHO-K1 and V79 cell lines to accelerator-based boron neutron capture therapy.2018

    • Author(s)
      Sato E, Zaboronok A, Yamamoto T, Nakai K, Taskaev S, Volkova O, Mechetina L, Taranin A, Kanygin V, Isobe T, Mathis BJ, Matsumura A
    • Journal Title

      Journal of Radiation Research

      Volume: 59(2) Pages: 101-107

    • DOI

      10.1093/jrr/rrx071

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polycomplexes of Hyaluronic Acid and Borates in a Solid State and Solution: Synthesis, Characterization and Perspectives of Application in Boron Neutron Capture Therapy.2018

    • Author(s)
      Zalenetskii AN, Uspenskii S, Zaboronok A, Cherkaev G, Shchegolihin A, Mathis BJ, Selyanin M, Yamamoto T, Matsumura A
    • Journal Title

      Polymers

      Volume: 10,181 Pages: 1-14

    • DOI

      10.3390/polym10020181

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] BORON-NEUTRON CAPTURE THERAPY IN RUSSIA: PRECLINICAL EVALUATION OF EFFICACY AND PERSPECTIVES OF ITS APPLICATION IN NEURO-ONCOLOGY2017

    • Author(s)
      Zaboronok AA, Byvaltsev VA, Kanygin VV, Iarullina A.I., Kichigin A.I.2,4,Taranin AV, Volkova OYu, Mechetina LV, Taskaev SYu, Muhamadiyarov RA,Zavyalov EL, Nakai K, Sato E, Yamamoto T, Mathis BJ, Matsumura A
    • Journal Title

      THE NEW ARMENIAN MEDICAL JOURNAL

      Volume: 11,1 Pages: 6-15

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a multimodal Monte Carlo based treatment planning system, Radiation Protection Dosimetry2017

    • Author(s)
      Kumada H, Takada K, Sakurai Y, Suzuki M, Takata T, Sakurai H, Matsumura A, Sakae T
    • Journal Title

      Radiation Protection Dosimetry

      Volume: 26 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1093/rpd/ncx218.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ホウ素中性子捕捉療法に用いる新規ホウ素化合物の開発の現状2017

    • Author(s)
      中井 啓
    • Journal Title

      茨城県立医療大学紀要

      Volume: 22 Pages: 1-9

  • [Journal Article] 中性子捕捉療法のための高ホウ素濃度化リポソームの開発2017

    • Author(s)
      白川 真, 野村 彰一, 小笠原 菜子, 中井 啓, 吉田 文代, 山本 哲哉, 松村 明, 冨田 久夫
    • Journal Title

      日本薬学会年会要旨集

      Volume: 4 Pages: 97

  • [Presentation] Charged particle therapy (proton therapy & boron neutron capture therapy ) in the treatment of neurological and non-neurological disorders.2017

    • Author(s)
      Matsumura Akira
    • Organizer
      Advances and Future Expectations. 1st Seminar on scientific cooperation between Brazil and Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of the linac-based neutron source for boron neutron capture therapy in University of Tsukuba2017

    • Author(s)
      Kumada Hiroaki
    • Organizer
      CLES/LANSA’17
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a multi-modal Monte-Carlo based treatment planning system2017

    • Author(s)
      Kumada Hiroaki
    • Organizer
      NEUDOS
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The development and use of treatment planning software for clinical BNCT2017

    • Author(s)
      Kumada Hiroaki
    • Organizer
      Symposium: Current Clinical Status of Boron Neutron Capture Therapy and Paths to the Future
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホウ素含有レドックスナノ粒子:活性酸素種除去することにより高質なホウ素捕捉療法を目指す2017

    • Author(s)
      高 振宇, 堀口諭吉, 中井 啓, 松村 明, 鈴木 実, 小野公二, 長崎幸夫
    • Organizer
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
  • [Presentation] Improvement of encapsulation method of boron compounds for development of DDS formulation at high boron assembly2017

    • Author(s)
      Shirakawa M, Nakai K, Yoshida F, Nakamura F, Harada M, Yamamto T, Matsumura A, Tomida H
    • Organizer
      9th young researchers’ BNCT meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accelerator-based neutron capture therapy: in-vitro efficacy evaluation and in-sample dosimetry using gold nanoparticles2017

    • Author(s)
      Zaboronok A, Taskaev S, Volkova O, Mechetina L, Sato E, Nakai K, Yamamoto T, Taranin A, Kanygin V, Mathis BJ, Matsumura A
    • Organizer
      9th young researchers’ BNCT meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Verification of boron compounds concentration measurement using LC/MS for combination2017

    • Author(s)
      C Bi, Nakai K, Kumada H, Yamaguchi Y, Bamba S, Morimoto T
    • Organizer
      9th young researchers’ BNCT meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] oron analysis and imaging by using Micro-PIXE/PIGE (Particle Induced X/γ-ray Emission)2017

    • Author(s)
      Endo K, Yoshida F, Nakai K, Matsumura A, Matsushita A, Yamada N, Koka M, Satoh T
    • Organizer
      9th young researchers’ BNCT meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Micro-PIXE を用いたホウ素分析手法の検討2017

    • Author(s)
      中井 啓, 遠藤 圭汰, 栗田 正, 吉田 文代, 山本 哲哉, 松下 明, 山田 尚人, 江夏 昌志, 佐藤 隆博, 松村 明
    • Organizer
      第15回日本中性子捕捉療法学会
  • [Presentation] ホウ素高含有 DDS 製剤開発のためのリポソーム調製法の基礎的検討2017

    • Author(s)
      白川 真, 中井 啓, 吉田 文代, 山本 哲哉, 松村 明, 冨田 久夫
    • Organizer
      第15回日本中性子捕捉療法学会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ホウ素クラスター修飾PEG脂質誘導体およびこれを用いた分子集合体2017

    • Inventor(s)
      1. 松村 明、中井 啓、白川 真
    • Industrial Property Rights Holder
      1. 松村 明、中井 啓、白川 真
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2889302

URL: 

Published: 2018-12-17  

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