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光の音響的・機械的作用を用いた薬剤動態観測・薬剤輸送一体型技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J03171
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医用システム
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

角井 泰之  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード光音響波 / 光超音波 / フォトメカニカル波 / レーザー誘起応力波 / 薬剤輸送 / 薬剤動態 / 診断・治療一体 / 血管 / 光音響イメージング / 光ファイバー / 血管イメージング
研究実績の概要

本年度は,薬剤のイメージング,そして薬剤の輸送と動態観測の一体型技術に関して動物実験を実施し,開発技術の有用性を検討した.まず,薬剤動態観測の実験として,光音響イメージング法の造影剤かつ光線力学的治療の光感受性薬剤として機能するインドシアニングリーン内包生分解性ナノ粒子(ICGラクトソーム)を使用し,腫瘍血管を経由してマウス皮下腫瘍へ輸送される同薬剤,そして光線力学的治療による薬剤の光褪色と抗腫瘍作用の機序の一つである血管閉塞を光音響イメージングにより捉えた.その結果は,これら診断と治療の組み合わせが重要であることを示唆した.次に,薬剤(エバンスブルー)を投与した皮下腫瘍マウスを対象に,低エネルギーパルス光により薬剤の光音響イメージングを,高エネルギーパルス光により腫瘍への薬剤輸送促進を目的としたフォトメカニカル波適用を行った.その結果,適用群における薬剤由来の光音響信号の振幅は非適用群(薬剤投与のみ)に対して有意に高くなり,フォトメカニカル波による薬剤輸送促進効果が示された.また,フォトメカニカル波適用後の光音響信号の振幅は個体ごとに大きくばらつき,輸送薬剤の分布をその場で観測することの重要性が示された.最後に,本技術の応用を視野に入れた発展のため,血管の光イメージングに精通するUniversity of California, IrvineのProf. Bernard Choi氏の研究室で,治療時の血流を迅速に観測可能な小型・軽量なレーザースペックルイメージング装置を開発した.これは本技術による血液から標的組織への薬剤の移行の制御,また治療効果の予測と判定に役立ち,高効率・低副作用の薬剤治療を支援する.以上より,本技術は標的組織の薬剤分布のイメージングと制御を可能にし,重要疾患に対する薬剤治療効果の向上に貢献できる.従って,本研究成果は社会的に大きな意義があると言える.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学アーバイン校 ベックマンレーザー研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Theranostic system for drug delivery and pharmacokinetic imaging based on nanosecond pulsed light-induced photomechanical and photoacoustic effects2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Satoko Kawauchi, Yusuke Akutsu, Yoshihiro Miyagawa, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Mitsuhiro Terakawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 11 ページ: 116601-116601

    • DOI

      10.7567/jjap.54.116601

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Compact acoustic-resolution photoacoustic imaging system with fiber-based illumination2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Hiroshi Ashida, Mitsuhiro Terakawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.53 号: 12 ページ: 126701-126701

    • DOI

      10.7567/jjap.53.126701

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] インドシアニングリーン (ICG)内包生分解性ナノ粒子を用いたマウス皮下腫瘍の光音響学的診断と光線力学的治療2015

    • 著者名/発表者名
      角井泰之, 佐藤俊一, 川内聡子, 宮川義弘, 荒木幸仁, 塩谷彰浩, 原功, 小関英一, 寺川光洋
    • 学会等名
      第25回日本光線力学学会学術講演会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-07-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoacoustic imaging of subcutaneous tumor in mice and its vascular response to photodynamic effect using indocyanine green-labeled biodegradable nanocarrier2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Daisuke Mizokami, Nobuaki Tanaka, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      European Conferences on Biomedical Optics 2015
    • 発表場所
      Munich(Germany)
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theranostics based on nanosecond laser pulses enabling photomechanical drug delivery and photoacoustic imaging for pharmacokinetics2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunich Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      5th Asian and Pacific-Rim Symposium on Biophotonics
    • 発表場所
      Yokohama(Japan)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated System for photomechanical drug delivery and photoacoustic imaging of pharmacokinetics2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Daisuke Mizokami, Nobuaki Tanaka, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2015 Biomedical Optics
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2015-02-07 – 2015-02-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Integrated system for drug delivery and its imaging by the use of nanosecond pulsed laser-induced photomechanical and photoacoustic effects2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Yoshihiro Miyagawa, Daisuke Mizokami, Nobuaki Tanaka, Koji Araki, Akihiro Shiotani, Toshiya Takemura, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      Biomedical Molecular Imaging 2014
    • 発表場所
      Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザー光の機械的・音響的作用を用いた薬剤輸送とその動態観測を目的とした統合システムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      角井泰之, 佐藤俊一, 渡辺了太, 川内聡子, 宮川義弘, 溝上大輔, 田中伸明, 荒木幸仁, 塩谷彰浩, 竹村俊哉, 寺川光洋
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会 Optics & Photonics Japan 2014
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都・文京区)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Compact Acoustic-resolution Photoacoustic Imaging System with Fiber-based Illumination and Its Application to Vascular Imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Hiroshi Ashida, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      Biomedical Imaging and Sensing Conference 2014
    • 発表場所
      Yokohama (Japan)
    • 年月日
      2014-04-22 – 2014-04-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光ファイバーを用いた小型・軽量な光音響顕微イメージング装置の開発2013

    • 著者名/発表者名
      角井泰之, 佐藤俊一, 渡辺了太, 川内聡子, 芦田廣, 寺川光洋
    • 学会等名
      第11回医用分光学研究会
    • 発表場所
      福井(日本)
    • 年月日
      2013-12-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光音響イメージング法によるラット熱傷皮膚組織中のアルブミン動態観測2013

    • 著者名/発表者名
      角井泰之, 佐藤俊一, 川内聡子, 芦田廣, 齋藤大蔵, 寺川光洋
    • 学会等名
      第39回日本熱傷学会総会・学術集会
    • 発表場所
      名護(日本)
    • 年月日
      2013-06-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 光音響顕微イメージング法によるラット熱傷モデルにおけるアルブミンの動態観測2013

    • 著者名/発表者名
      角井泰之, 佐藤俊一, 渡辺了太, 川内聡子, 齋藤大蔵, 芦田廣, 寺川光洋
    • 学会等名
      日本超音波医学会第86回学術集会
    • 発表場所
      大阪(日本)
    • 年月日
      2013-05-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Acoustic-resolution photoacoustic microscopy of serum albumin in rat burned skin2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato, Ryota Watanabe, Satoko Kawauchi, Daizoh Saitoh, Hiroshi Ashida, Mitsuhiro Terakawa
    • 学会等名
      European Conferences on Biomedical Optics 2013 (ECBO 2013)
    • 発表場所
      ミュンヘン(ドイツ)
    • 年月日
      2013-05-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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