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単回血管挿入で異なる薬剤を適剤適所に送達可能な光応答性薬剤担持型バルーンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H04526
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

赤木 友紀  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40782751)

研究分担者 安楽 泰孝  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (60581585)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード薬剤コーティングバルーン / 光応答性 / 表面コーティング / 局所薬剤送達システム / 血管内狭窄治療 / 光開裂リンカー / 薬剤コーティングバルーン(DCB) / 血管内狭窄症 / 局所的薬剤送達システム / 医療機器 / 薬剤コーティングバルーン(DCB、DEB) / バイオマテリアル / 薬剤溶出バルーン / 光機能性/光応答性 / 薬剤コーティングバルーン(DEB/DCB) / 冠動脈疾患 / 薬剤溶出バルーン(DCB) / 局所的ドラッグデリバリーシステム / 医療用バルーン / 薬剤溶出バルーン(DCB)
研究開始時の研究の概要

冠動脈疾患治療法として、再発抑制を目的とする薬剤を搭載した薬剤溶出バルーン(DEB)が広く用いられている。一方で、現状のDEBでは、薬剤の種類の制限やOn/Off制御ができないといった欠点がある。我々の提案する光と化学反応を組み合わせた新しいシステムの実現は、上記の問題点を克服するのみならず、血流中では不安定で使用が困難とされる薬剤をも搭載できるようになり、対象疾患が大幅に広がることが期待できる。

研究成果の概要

申請者は、これまでにカテーテルバルーン表層の薬剤を光照射時のみ放出可能な新規薬剤コーティングバルーン(DCB)の開発を進めてきた。本研究課題では、異なる部位に適切な薬剤を血流中で露出することなく単回挿入で疾患部位に送達し機能させる創出のために、可視光に応答する光開裂リンカーの合成、および既存のDCBと同等の性能を有するバルーンシートの作成を目的とした。一連の実験を通して、バルーン表面に結合可能な可視光リンカーの合成、および作製したバルーンシートが既存製品と同等の厚み・光透過性を有することが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年では冠動脈狭窄のみならず、末梢動脈疾患やシャント内狭窄のためのDCBが用いられている。しかしながら、現在存在するDCBは、いずれも血管内に挿入した時点から薬剤のリリースが開始し、患部への接触によって薬剤投与を行う受動的な方法論しかない。その中で申請者の提案する光応答性薬剤担持型バルーンは、能動的な薬剤投与であり目的の部位に目的の薬剤を届けることが可能となる。様々な薬剤を段階的に投与するために、その方法論の確立は必須であり、本研究課題で得られた500 nmでの開裂および薬剤放出、さらに、評価のために必要なバルーンの作製手法は、今後のDCBの発展に大きな意味を持つと考えている。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Effect of PEGylation on the Drug Release Performance and Hemocompatibility of Photoresponsive Drug-Loading Platform2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Hayato L.、Anraku Yasutaka、Sakuma Ichiro、Akagi Yuki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 12 ページ: 6686-6686

    • DOI

      10.3390/ijms23126686

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of a photocleavable drug binding platform for a novel remotely controllable drug coated balloon2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Hayato Laurence、Anraku Yasutaka、Sakuma Ichiro、Akagi Yuki
    • 雑誌名

      Journal of Drug Delivery Science and Technology

      巻: 62 ページ: 102375-102375

    • DOI

      10.1016/j.jddst.2021.102375

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高い安全性と汎用性を実現可能な新規薬剤コーティングバルーン2023

    • 著者名/発表者名
      赤木友紀
    • 学会等名
      第31回日本心血管インターベンション治療学会学術集会 (CVIT2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Visible Light Responsive Photocleavable Linker2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Shibayama, Hayato L. Mizuno, Tasuku Ueno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • 学会等名
      International conference nanomaterilas and biomaterials (ICNB)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異種薬剤搭載型光応答性バルーンカテーテル開発に向けた可視光開裂基の合成と機能性評価2021

    • 著者名/発表者名
      柴山翔伍, 佐久間一郎, 赤木友紀
    • 学会等名
      日本生体医工学会関東支部 若手研究者発表会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of Photoresponsive Drug Loaded Balloons for the Enhancement of Drug Delivery Efficacy to Coronary Stenoses2021

    • 著者名/発表者名
      Hayato Laurence Mizuno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a photocleavable drug binding platform for externally triggerable local drug delivery,2021

    • 著者名/発表者名
      Hayato Laurence Mizuno, Yasutaka Anraku, Ichiro Sakuma, Yuki Akagi
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 冠動脈疾患治療のための薬剤内包ミセル担持型光応答性プラットフォームの開発2021

    • 著者名/発表者名
      水野隼斗, 安楽泰孝, 佐久間一郎, 赤木友紀
    • 学会等名
      日本化学会第101春期年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] 外部刺激応答性薬剤担持型バルーンへの高分子集合体の搭載2020

    • 発明者名
      赤木友紀、安楽泰孝、佐久間一郎、水野隼斗
    • 権利者名
      赤木友紀、安楽泰孝、佐久間一郎、水野隼斗
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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