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ARDSモデルラットにおける短時間液体呼吸と新規薬物伝達システムの治療効果の検証

研究課題

研究課題/領域番号 21K09013
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55060:救急医学関連
研究機関山梨大学

研究代表者

針井 則一  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (80377522)

研究分担者 武岡 真司  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094)
垣内 健太  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 産総研特別研究員 (30875422)
宮坂 武寛  湘南工科大学, 工学部, 教授 (60308195)
森口 武史  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60422680)
後藤 順子  山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (60530102)
菅原 久徳  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (70746776)
高三野 淳一  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (70769281)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード急性呼吸窮迫症候群 / 完全液体換気 / 敗血症 / 肺洗浄 / マイクロ・ナノバブル / ファインバブル / ARDS / 液体呼吸 / LPS / Total Liquid Ventilation
研究開始時の研究の概要

肺炎や全身性炎症反応を契機とする急性呼吸窮迫症候群(ARDS)は未だ難治性の呼吸器疾患である。我々はARDSの病理である好中球の活性化に起因する肺胞の傷害を早期に防ぐ治療法として、水に酸素の微小気泡を分散させたファインバブル液による完全液体換気(Total Liquid Ventilation, TLV)を応用した新規肺洗浄法の構築を目指す。その基礎研究として、今回ARDSモデルラットへTLV治療を実施し、その治療効果を検証する。将来的には、ヒトを対象としたTLVシステムを構築し、ARDSを始めとした様々な呼吸器疾患に有効な治療法となることを目指す。

研究成果の概要

急性呼吸窮迫症候群(ARDS)は致死率の高い疾患であるにも関わらず、未だ肺障害への直接的な治療は確立されていない。我々は、100 μm以下の酸素の微小気泡を分散させた酸素富化水(ファインバブル液)による液体呼吸技術(肺洗浄技術)の開発に取り組んでいる。本研究から、ヒトのARDSに近いARDSモデルラットを作製するためには、1)長期的なLPSの暴露、2)オレイン酸投与による血管透過性の亢進、3)補液管理による血行動態の維持が重要であることがわかった。また、高い酸素量を正確に測定できる方法を開発し、ファインバブル液中の高酸素は気泡内部の酸素より過飽和状態の溶存酸素の寄与が大きいことを発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

研究の対象疾患としているARDSは、周期的にパンデミックを引き起こすウイルス性肺炎も原疾患となりうる症候群であり、医療技術が発展した現代においても根本的な治療法がない世界的な医療課題である。液体呼吸技術はARDSの治療法として注目されてきたが、液体材料の課題により学術的および臨床的発展を妨げられてきた。今回、我々はARDSの研究を進めていく上で重要なARDSモデルラットに関する重要な知見を取得した。また、新しい液体材料として注目している酸素ファインバブル液の物性評価技術の開発および基本物性の一部を明らかにした。以上の点から、本研究成果は学術的および社会的意義の高いものであるといえる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Do Ultrafine Bubbles Work as Oxygen Carriers?2023

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Kenta、Kozuka Tomoki、Mase Nobuyuki、Miyasaka Takehiro、Harii Norikazu、Takeoka Shinji
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 39 号: 4 ページ: 1354-1363

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.2c01209

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of quantitative and concise measurement method of oxygen in fine bubble dispersion2022

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Kenta、Miyasaka Takehiro、Harii Norikazu、Takeoka Shinji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0264083

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 短時間全肺胞洗浄によるARDSの治療2022

    • 著者名/発表者名
      垣内健太, 武岡真司, 針井則一.
    • 雑誌名

      Medical Science Digest

      巻: 48(1) ページ: 743-744

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素ファインバブル は酸素運搬体として機能するのか?2023

    • 著者名/発表者名
      垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
    • 学会等名
      化学工学会第88年会,東京,2023.3
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 酸素ファインバブル 分散水中の酸素含量測定方法の確立および酸素運搬体としての物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
    • 学会等名
      日本化学会第 103春季年会,東京,2023.3(国内、ポスター)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 酸素ファインバブルは酸素運搬体として機能するのか?2023

    • 著者名/発表者名
      垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
    • 学会等名
      化学工学会第88年会,東京,2023.3
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸酸ファインバブル分散水中の酸素含量測定方法の確立および酸素運搬体としての物性評価2023

    • 著者名/発表者名
      垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会,東京,2023.3
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素ファインバブル分散液を用いた完全液体換気技術の開発と肺洗浄治療効果2022

    • 著者名/発表者名
      垣内健太,針井則一、宮坂武寛、松田兼一、武岡真司
    • 学会等名
      医工学治療学会第38回学術大会,愛媛,2022.5
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸素ファインバブルの酸素運搬体としての物性評価2022

    • 著者名/発表者名
      垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
    • 学会等名
      第29回日本血液代替物学会年次大会,東京,2022.12
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Fundamental property of fine bubble dispersion as an oxygen carrier2021

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kakiuchi, Tomoki Kozuka, Nobuyuki Mase, Takehiro Miyasaka, Norikazu Harii, Shinji Takeoka
    • 学会等名
      The 8th Asia biomaterials Federation, Aichi, 2021.11.
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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