「腫瘍内で瞬時にゲル化する磁性流体」の開発による局所化学療法と磁気温熱療法の実現

• 研究課題/領域番号: 15K14146
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 九州大学 (2017); 名古屋大学 (2015-2016)
• 研究代表者: 林 幸壱朗 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 磁性流体 / スマート材料 / 生体材料 / DDS / 温熱療法 / スマートマテリアル / ハイブリッドマテリアル / ハイブリッド / ハイパーサーミア / MRI / ナノ医療 / セラノスティクス / ＭＲＩ / ＤＤＳ

研究成果の概要

低毒性のマグネタイトナノ粒子、多糖、アミノ酸からなる磁性流体を作製した。各成分が一次結合や二次結合を介して結合することにより、体外では流動性を保つが、腫瘍内に投与するとゲル化した。また、この磁性流体の中に抗がん剤を二次結合を介して含有させることができ、ゲル化した後もゲルの内部に抗がん剤が留まることを確認した。この磁性流体から作製したゲルは交流磁場に応答して発熱し、同時に収縮しながら抗がん剤を放出した。さらにMRIでこの磁性流体をイメージングすることにも成功した。担癌マウスを用いた動物実験により、この磁性流体を用いた局所化学療法と温熱療法の併用療法が可能であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles Suppress Oxidative Stress and Repair Damaged Tissues for Treatment of Hepatic Fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 28 号: 13 ページ: 1706332-1706332
  • DOI: 10.1002/adfm.201706332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red blood cell-like particles with the ability to avoid lung and spleen accumulation for the treatment of liver fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, S. Yamada, W. Sakamoto, T. Yogo
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 156 ページ: 45-55
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.11.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulose-based molecularly imprinted red-blood-cell-like microparticles for the selective capture of cortisol (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, H. Hayashi, S. Yamada, W. Sakamoto, T. Yogo
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 193 ページ: 173-178
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.03.095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by hyperthermia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Miki, Shingen Nakamura, Asuka Oda, Hirofumi Tenshin, Jumpei Teramachi, M. Hiasa, A. Bat-Erdene, Y. Maeda, M. Oura, M. Takahashi, M. Iwasa, T. Harada, S. Fujii, K. Kurahashi, S. Yoshida, K. Kagawa, I. Endo, K. Aihara, M. Ikuo, K. Itoh, Koichiro Hayashi, Michihiro Nakamura, Masahiro Abe
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 号: 12 ページ: 10307-10316
  • DOI: 10.18632/oncotarget.23121
  • NAID: 120006576960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Evaluation of Interconnected Porous Carbonate Apatite from Alpha Tricalcium Phosphate Spheres (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunio Ishikawa, Tya Arifta, Koichiro Hayashi, Kanji Tsuru
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research: Part B - Applied Biomaterials 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 269-277
  • DOI: 10.1002/jbm.b.34117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Lead-Free Piezoelectric Li2CO3-Added (Ba,Ca)(Ti,Sn)O3 Ceramics under Controlled Low Oxygen Partial Pressure and Their Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Kouta Noritake, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 号: 2 ページ: 021501-021501
  • DOI: 10.7567/jjap.57.021501
  • NAID: 210000148589
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁場を使った医療技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林幸壱朗
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 3 ページ: 15-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Tracking the Same Cells Seamlessly at the Cellular, Tissue, and Whole Body Levels (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Yusuke Sato, Hiroki Maruoka, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: ACS Biomaterials Science & Engineering 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1129-1135
  • DOI: 10.1021/acsbiomaterials.7b00181
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relaxometric Property of Organosilica Nanoparticles Internally Functionalized with Iron Oxide and Fluorescent Dye for Multimodal Imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Takafumi Kanadani, Masafumi Harada, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 492 ページ: 127-135
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2017.01.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoscopic Multimodal Imaging Provides New Insight to Tumor Tissue Evaluation: An Example of Macrophage Imaging of Hepatic Tumor using Organosilica Nanoparticles (2017)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Masafumi Harada, Keisuke Izumi, Yoshihiro Tsuruo, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 3953-3953
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04043-7
  • NAID: 120006650111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metallic Glass Separators for Fuel Cells at Intermediate Temperatures (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaya Takemoto, Masatomo Hattori, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 206 ページ: 87-90
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2017.06.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Inorganic-organic Hybrid Membranes Consisting of Organotrisiloxane Linkages and Their Fuel Cell Properties at Intermediate Temperatures (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaya Takemoto, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Polymer 巻: 120 ページ: 021501-021501
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2017.05.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] 診断・治療用有機－無機ハイブリッドナノ粒子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林幸壱朗
  • 雑誌名: セラミックデータブック2017/2018 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theranostic Nanoparticles for MRI-Guided Thermochemotherapy: Tight Clustering of Magnetic Nanoparticles Boosts Relaxivity and Heat-Generation Power (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Yoshitaka Sato, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: ACS Biomaterials Science & Engineering 巻: ３ 号: 1 ページ: 95-105
  • DOI: 10.1021/acsbiomaterials.6b00536
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光と生体物質に応答する有機－無機ハイブリッド中空ナノ粒子の新規合成法とイメージガイド下三種同時治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 52 ページ: 130-133
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Hybrid Nanoparticles for Image-guided Trimodal Therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 26 号: 47 ページ: 8613-8622
  • DOI: 10.1002/adfm.201603394
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synthesis of Inorganic-Organic Hybrid Membranes Consisting of Triazole Linkages Formed by the Azide-Alkyne Click Reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoya Ozawa, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Journal of Membrane Science 巻: 517 ページ: 21-29
  • DOI: 10.1016/j.memsci.2016.06.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photocurrent Enhancement of Chemically Synthesized Ag Nanoparticle-Embedded BiFeO3 Thin Films (2016)
  • 著者名/発表者名: Rika Maruyama, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 10S ページ: 10TA14-10TA14
  • DOI: 10.7567/jjap.55.10ta14
  • NAID: 120005905590
  • 査読あり
• [雑誌論文] One-Pot Synthesis of Inorganic/Organic Hybrid Membranes from Organoalkoxysilane, Hydroimidazole Derivative, and Cyclic Sulfonic Acid Ester (2016)
  • 著者名/発表者名: Koji Takahashi, Junji Umeda, Koichiro Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 51 号: 7 ページ: 3398-3407
  • DOI: 10.1007/s10853-015-9654-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multifunctional silica-based hybrid nanoparticles for biomedical applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 124 号: 9 ページ: 855-862
  • DOI: 10.2109/jcersj2.16099
  • NAID: 130005263110
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Smart Ferrofluid with Ｑuick Gel Transformation in Tumors for MRI-Guided Local Magnetic Thermochemotherapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 26 号: 11 ページ: 1708-1718
  • DOI: 10.1002/adfm.201504215
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 学会等名: BIT’s 7th Annual World Congress of Nano Science & Technology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] One-Pot Synthesis of Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多機能性ナノ・マイクロ粒子の作製と生物医学応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗
  • 学会等名: 日本ゾル－ゲル学会第15回討論会
  • 招待講演
• [学会発表] Dual Stimulus-Responsive Degradable Hollow Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Image-Guided Trimodal Therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
  • 学会等名: The 1st International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-10-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 赤血球様粒子の作製と体内動態の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗、山田 翔太、坂本 渉、余語 利信
  • 学会等名: 第 32 回日本 DDS 学会学術集会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2016-06-30
• [学会発表] 多機能ハイブリッドナノ粒子の合成とイメージングおよび 治療への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗, 佐藤 裕介, 丸橋 卓磨, 坂本 渉, 余語 利信
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2016年年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2016-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Multifunctional Nanoparticles for MRI-Guided Magnetic Thermochemotherapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Yoshitaka Sato, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 学会等名: BIT’s 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ハイブリッドナノ粒子のバイオメディカル応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗
  • 学会等名: 平成28年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] Core-Shell Nanoparticles for the Combination of Magnetic Hyperthermia and Chemotherapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Yoshitaka Sato, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 学会等名: ISETS’15 International Symposium on EcoTopia Science 2015 - Innovation for Smart Sustainable Society -
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] 交流磁場応答性スマート コア－シェルナノ粒子の合成と 磁気温熱化学療法への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林幸壱朗, 佐藤嘉崇, 坂本渉, 余語利信
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Clustered Magnetic Nanoparticles-Polymer Core-Shell Nanoparticles for Magnetic Thermochemotherapy (2015)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 学会等名: EMN Phuket Meeting 2015: Energy, Materials, and Nanotechnology
  • 発表場所: Phuket
  • 年月日: 2015-05-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K006777/index.html
• [備考]
  • URL: https://hayashi81.wixsite.com/imasslab2
• [備考]
  • URL: http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100007892_ja.html
• [備考]
  • URL: http://researchmap.jp/hayashi_/
• [産業財産権] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法 (2017)
  • 発明者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 権利者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-02-10
  • 外国
• [産業財産権] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法 (2017)
  • 発明者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 権利者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-02-10
  • 外国
• [産業財産権] フローサイトメトリー用蛍光プローブ及び蛍光標識細胞の選別方法 (2016)
  • 発明者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 権利者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-091356
  • 出願年月日: 2016-04-28
• [産業財産権] 蛍光プローブ、蛍光検出方法及び蛍光プローブの使用方法 (2016)
  • 発明者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 権利者名: 林幸壱朗, 坂本渉, 余語利信, 丸岡弘規
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-091359
  • 出願年月日: 2016-04-28