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衝撃波を用いた脳深部病変に対するドラッグデリバリー/遺伝子導入法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16390402
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関東北大学

研究代表者

冨永 悌二  東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548)

研究分担者 高山 和喜  東北大学, 先進医工学研究機構, 教授 (40006193)
孫 明宇  東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00311556)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2005年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2004年度: 10,400千円 (直接経費: 10,400千円)
キーワード医療工学 / レーザー工学 / 低侵襲医療 / Ho:YAGレーザー / アジ化銀 / ラット / 神経再生 / 頭部外傷 / Ho : YAGレーザー / 衝撃波医療 / 脳神経外科 / 脳腫瘍 / 化学療法 / 血液脳関門 / キャビテーション
研究概要

本研究は脳神経外科領域における衝撃波医療応用としての初の試み(平成13年度開始)の延長である。本研究では、以下の点を明らかにすることを目的とした:
1).衝撃波発生装置を開発し、その特性を工学的に検討する。
2).脳損傷閾値を同定し、衝撃波緩衝材を開発する。
3).衝撃波照射による腫瘍増殖抑制効果が報告されている胃がん細胞(GCIY)を用いて薬剤(ブレオマイシン:BLM)導入促進効果を検討し、至適照射過剰圧、照射回数を同定する。
4).脳腫瘍細胞(グリオーマ株)に対して同様の実験を施行し、脳腫瘍細胞に対する効果を検討する。
検討の結果、以下の成果が得られた:
1).4Frのカテーテル先端から過剰圧0.1〜5MPaの衝撃波の発生に成功した。
2).アジ化銀をラット脳表に照射した際の組織学的損傷閾値は1MPa程度であることが判明した。これとは別に衝撃波照射後神経細胞にアポトーシスを誘導する点、アポトーシスはpan caspase inhibitorであるz-vad-FMKにより阻害されることからこの経路はcaspase depedentである可能性が示唆された。既に衝撃波緩衝材であることが判明したGore-Tex人工硬膜では衝撃波過剰圧減衰効果は95%程度であることから、Gore-Tex人工硬膜で被覆する方法により20MPa程度の過剰圧照射が可能である可能性が示唆された。
3).BLM溶液(0.001、0.01、0.1、1、10、100μg/ml)内にGCIY細胞を注入後、衝撃波照射(推定過剰圧:5MPa)3000発照射により細胞増殖抑制効果が有意dose dependentに増加する。
4).脳腫瘍細胞株(CCF-STTG1、A172)では上記条件下でBLM dose dependentに細胞増殖抑制効果が得られた。しかし、ACNU、MTX、5FUでは明らかな効果は得られなかった。現在も動物実験を継続しており、今後in vivoの実験結果が待たれるところである。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (21件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Application of underwater shock wave and laser-induced liquid jet to neurosurgery.2006

    • 著者名/発表者名
      Tominaga T, Nakagawa A, Hirano T, Sato J, Kato K, Hosseini SHR, Takayama K.
    • 雑誌名

      Shock Waves 15

      ページ: 55-67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho : YAG laser- induced cavitational shock wave generator as a novel drug delivery system.2006

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Sato J, Kambe M, Kato K, Hirano T, Uenohara H, Sun M, Tominaga T, Takayama K.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biological effect of shock waves : brain damage by shock waves in rats-Pressure Dependence.2006

    • 著者名/発表者名
      Kato K, Nakagawa A, Fujimura M, Sato J, Ohki T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (In press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of underwater shock wave and laser-induced liquid jet to neurosurgery.2006

    • 著者名/発表者名
      Tominaga T, Nakagawa A, Hirano T, Sato J, Kato K, Hosseini SHR, Takayama K.
    • 雑誌名

      Shock Waves

      ページ: 55-67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho : YAG laser-induced cavitational shock wave generator as a novel drug delivery system.2006

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Sato J, Kambe M, Kato K, Hirano T, Uenohara H, Sun M, Tominaga T.Takayama K.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Biological effect of shock waves : brain damage by shock waves in rats- Pressure Dependence.2006

    • 著者名/発表者名
      Nato K, Nakagawa A, Fujimura M, Sato J, Ohki T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of underwater shock wave and laser-induced liquid jet to neurosurgery.2006

    • 著者名/発表者名
      Tominaga T, Nakagawa A, Hirano T, Sato J, Kato K, Hosseini SHR, Takayama K.
    • 雑誌名

      Shock Waves (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho : YAG laser- induced cavitational shock wave generator as a novel drug delivery system.2006

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Sato J, Kambe M, Kato K, Hirano T, Uenohara H, Sun M, Tominaga T, Takayama K.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Biological effect of shock waves : brain damage by shock waves in rats- Pressure Dependence.2006

    • 著者名/発表者名
      Kato K, Nakagawa A, Fujimura M, Sato J, Ohki T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceedings of EMBEC 2005 (Prague) (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuroprotective effect of an antioxidant in ischemic brain injury : involvement of neuronal apoptosis.2005

    • 著者名/発表者名
      Fujimura M, Tominaga T, Chan PH.
    • 雑誌名

      Neurocrit Care 2

      ページ: 59-66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-ablation-assisted microparticle acceleration for drug delivery.2005

    • 著者名/発表者名
      Menezes V, Takayama K, Ohki T, Gopalan J
    • 雑誌名

      J Appl Phys Lett 87

      ページ: 163504-163504

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Laser-ablation-assisted microparticle acceleration for drug delivery.2005

    • 著者名/発表者名
      Menezes V, Takayama K, Ohki T, Gopalan J
    • 雑誌名

      J Appl Phys Lett 87(16), Art.No.163504

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A proposed parent vessel geometry-based categorization of saccular intracranial aneurysms : computational flow dynamics analysis of the risk factors for lesion rupture.2005

    • 著者名/発表者名
      Hassan T, Timofeev EV, Saito T, Shimizu H, Ezura M, Matsumoto Y, Takayama K, Tominaga T, Takahashi A.
    • 雑誌名

      J Neurosurg 103

      ページ: 662-680

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Neuroprotective role of neurotrophins : relationship between nerve growth factor and apoptotic cell survival pathway after cerebral ischemia.2005

    • 著者名/発表者名
      Saito A, Tominaga T, Chan PH.
    • 雑誌名

      Curr Atheroscler Rep 7

      ページ: 268-273

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pulsed holmium : yttrium-aluminum-garnet laser-induced liquid jet as a novel dissection device in neuroendoscopic surgery.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Hirano T, Jokura H, Uenohara H, Ohki T, Hashimoto T, Menenges V, Sato Y, Kusaka Y, Ohyama H, Saito T, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
    • 雑誌名

      J Neurosurg 101

      ページ: 145-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pulsed holmium : yttrium-aluminum-garnet laser-induced liquid jet as a novel dissection device in neuroendoscopic surgery.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Hirano T, Jokura H, Uenohara H, Ohki T, Hashimoto T, Menenges V, Sato Y, Kusaka Y, Ohyama H, Saito T, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery 101

      ページ: 145-150

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho : YAG laser-induced liquid jet as a novel rigid neuroendoscopic dissection device.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohki T, Nakagawa A, Hirano T, Hashimoto T, Menezes V, Jokura H, Uenohara H, Sato Y, Saito T, Shiraane R, Tominaga T, Takayama K.
    • 雑誌名

      Lasers in Surgery and Medicine 34

      ページ: 227-234

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Use of Intrapoerative Dynamic Infrared Imaging with Detection Wavelength of 7-14 μm in the Surgical Obliteration of Spinal Arteriovenous Fistula : Case Report and Technical Considerations2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Hirano T, Uenohara H, Utsunomiya H, Suzuki S, Sakurai Y, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Minimally Invasive Neurosurgery 47

      ページ: 136-139

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] On the efficiency of Gore-Tex layer for brain protection from shock wave damage in cranioplasty.2004

    • 著者名/発表者名
      Saito T, Voinovich PA, Nakagawa A, Hosseini SHR, Takayama K, Hirano T.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 75

      ページ: 4789-4796

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Osteopromotion for cranioplasty using shock wave. Experiment using skull defect animal model.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa A, Sato J, Hirano T, Ohki T, Saito T, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceeding of International Symposium on Shock Waves (ISSW 24), Beijing, China

      ページ: 228-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Ho : YAG laser-induced cavitational shock wave generator for endoscopic shock wave exposure.2004

    • 著者名/発表者名
      Sato J, Nakagawa A, Saito T, Hirano T, Ohki T, Uenohara H, Takayama K, Tominaga T.
    • 雑誌名

      Proceeding of International Symposium on Shock Waves (ISSW 24), Beijing, China

      ページ: 56-56

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 衝撃波発生装置2005

    • 発明者名
      中川 敦寛, 平野 孝幸, 吉本 高志, 高山 和喜, 高橋 明, 白根 礼造, 日下 康子, 上之原 広司, 佐藤
    • 権利者名
      中川 敦寛, 平野 孝幸, 吉本 高志, 高山 和喜, 高橋 明, 白根 礼造, 日下 康子, 上之原
    • 公開番号
      2004-215862
    • 出願年月日
      2005
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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