| 研究課題/領域番号 |
17H00864
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用システム
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
工藤 信樹 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30271638)
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| 研究分担者 |
松崎 典弥 大阪大学, 工学研究科, 教授 (00419467)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 教授 (90384784)
佐々木 東 北海道大学, 獣医学研究院, 助教 (00754532)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 33,150千円 (直接経費: 25,500千円、間接経費: 7,650千円)
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| キーワード | 超音波治療 / ソノポレーション / 血液脳関門開放 / 薬物送達 / マイクロバブル / 高速度観察 / 血管内皮細胞 / ３次元細胞培養 / 微小気泡 / 高速度顕微観察 / 3次元細胞培養 / 毛細血管 / 樹状細胞 / 側方観察 / ファインバブル / 細胞培養 |
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| 研究成果の概要 |
生体内に微小気泡を導入し超音波を照射することで局所への薬物送達を実現する技術として，ソノポレーションと血液脳（腫瘍）関門の開放がある．前者は細胞膜の透過性を向上させることで細胞内に薬物を送達し，後者は血管内皮細胞の結合を緩めることで血中から血管周囲組織への薬物移行を促進する．本研究では，柔軟な組織上の表在細胞，血中からの薬物移行を司る血管内皮細胞，免疫を担う樹状細胞の3種の細胞が存在する生体内状況を模擬するモデルを作成した．さらにモデル内で気泡と細胞が生じる相互作用を高速度・共焦点顕微鏡を用いてその場観察し，ソノポレーション，血液関門開放現象の発生機序と，超音波照射条件との関連を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ソノポレーションや血液脳（腫瘍）関門の開放の実現に向け，実験動物を用いる検討は盛んに行われているが，ごく少数を除き臨床応用には至っていない．その原因は，超音波周波数で起きる細胞レベルの変化の観察が工学的に困難であり，現象の基礎的理解が不十分なまま応用研究が先行したことにある．本研究では，現象の解明鳥飼いを目指して世界最高性能を有する観察システムを開発するとともに，生体内を模擬するモデルを開発し，生体内で実際に起きている現象の機序を解明した．本研究成果を端緒に現象の理解が進めばソノポレーション・薬物送達・免疫治療の促進など，超音波を用いた低侵襲治療法の実用性が大幅な進歩が見込まれる．
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