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新しい原理による安全かつ有効な、がんの選択的超音波造影法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K12630
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

王 作軍  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10758080)

研究分担者 中田 典生  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (80237297)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードがん / 超音波造影法 / 超音波造影剤 / 超音波治療 / 超音波診断 / マイクロバブル
研究開始時の研究の概要

本研究は、EPR効果と異なる新しい原理、即ち、がんの血管網が特殊で、相変化液滴(PCD)の相変化で生じたマイクロバブルを長く保持できるというEVR効果(Enhanced Vascular Retention Effect)を提言し、がんの新しい選択的超音波造影法を開発する。
多種類のナノサイズの相変化液滴(PCD)を作成し、それらの安定性及び血液中の相変化閾値を測定した上、乳がん腫瘍を移植されたラットを用いて、各種PCDの体内分布及び腫瘍のEVR効果を検証し、それらのがんへの標的造影効果及び超音波治療増強効果を確認し、診断及び治療の安全性も検証する。

研究実績の概要

がんに対する選択的超音波造影法を探すため、EPR(増強されたがん間質への透過及び保持)効果の利用を睨んで、多種多様なナノサイズの相変化液滴(PCD)を用いたin vitro及び動物実験が行われてきた。しかし、臨床応用が安全かつ有効な方法は未だに見つけられていない。申請者は、がんの血流及び血管網が特殊で、マイクロバブル(MB)を長く保持する作用(EVR効果)があるという、EPR効果と異なる新しい原理を提言し、新しい選択的超音波造影法を開発している。
2023年度は、普通の超音波造影剤より、保存時の安定性、作成のしやすさ、及び応用上の安全性はともに高い新しい超音波造影剤を設計し、その具体的な作り方もいろいろ検討し、簡単かつ確実の作り方をさらに考案してきた。その血液中の形態、サイズ変化のプロセス、超音波音場中の振動及び走行の特徴のシミュレーション研究、及びその造影効果のシミュレーション研究も行った。
その他、超音波のパワー測定法の改良及びマイクロバブルの光学顕微鏡の画像のシミュレーション研究も大部進展している。
これらの研究によると、この新規開発中の超音波造影剤は、既有の市販された超音波造影剤よりも長寿命で、固型がんに対して優れた超音波造影効果を有する可能性が示唆された。
この新しい超音波造影剤の開発が最終的に成功すれば、がんの選択的な超音波造影及び超音波治療への応用だけではなくて、他のいろいろな疾病の超音波診断及び超音波治療への応用も可能で、多種多様な疾病の超音波診断の質及び選択的な超音波治療の効果を高める効果が大きいと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

2020年度中、延長になってしまった別の課題の完成に大量の時間が掛かったため、本研究の起動が大部遅れてしまった。2021年度と22年度に新しい造影剤の作り方を探索しましたが、安定性等に問題があり、うまくできなかったが、23年度に又新しい安定的な造影剤の作り方を考案し、今それの作成及び検証の進行中で、全体としては、遅れている状況になってしまった。

今後の研究の推進方策

新しい超音波造影剤の実物を作り出し、その物性、安定性、血液中の動態及び造影効果を確認した上、動物実験へ進む。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Determination of thermal and mechanical indices of an ultrasound probe with an inclined beam-axis in accordance with the new JIS (or IEC Standards)2023

    • 著者名/発表者名
      Wang Zuojun、Kubota Jun、Nakata Norio
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 62 号: SJ ページ: SJ1057-SJ1057

    • DOI

      10.35848/1347-4065/accba4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precipitation of Insoluble Fibrin in the Brains of Alzheimer’s Disease Model Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Osman B , Wang Z, Shiraishi K, Yokoyama M and Matsumura Y
    • 雑誌名

      Journal of Blood Disorders

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A Novel Model of Ischemia in Rats with MCA Occlusion Using a Radiopaque Blood Clot and Microcatheter2024

    • 著者名/発表者名
      Teppei Komatsu1, Hiroki Ohta2, Misato Takeda1, 2, Yasuhiro Matsumura3, Masayuki Yokoyama4, Zuojun Wang5, Hirotaka James Okano2, Yasuyuki Iguchi1
    • 学会等名
      stroke 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Thrombus formation suppression effect by ultrasound using a thrombus-induced extracorporeal circulation rabbit model2024

    • 著者名/発表者名
      yoshikazu sawaguchi1,3, kentaro ohnuma1, hiroyuki yamamoto2, zuojun wang3, yutaka fujii4, hirohito sumikura5, norio nakata3
    • 学会等名
      The 144th Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] A Novel Model of Ischemia in Rats with Middle Cerebral Artery Occlusion Using a Radiopaque Blood Clot and a Microcatheter under Fluoroscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Teppei Komatsu1, Hiroki Ohta2, Misato Takeda1, 2, Tom2, Yasuhiro Matsumura3, Zuojun Wang4, Masayuki Yokoyama4, Hirotaka James Okano2, Yasuyuki Iguchi1
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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