超短パルス高電界がん治療法のための高強度バーストパルス列電磁波の生成と効果の研究

• 研究課題/領域番号: 23560312
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 南谷 靖史 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (10323172)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: がん治療 / アポトーシス / 超短パルス高電界 / パルス電磁波 / SOSダイオード / 高周波バーストパルス / 共振伝送線路 / 磁気スイッチ / 出芽酵母 / HeLa細胞 / 非線形伝送線路 / 磁気共鳴 / 分散 / がん細胞

研究概要

この研究の目的はがん治療のための高強度電界を供給するためのナノ秒パルスパワー発生器を使った小型高出力パルス電磁波発生装置の設計である。これまでに開発した装置では1回の動作で数十nsの持続時間を持つバーストパルスを１回しか出力できなかったが、今回磁気スイッチとSOSダイオードを組み合わせることで、1回の動作で最大6回のクラスタバーストパルスを出力することができ，持続時間を3000ns以上にできた。そして高周波バーストパルス高電界印加時のHeLa細胞におけるたんぱく質発現の周波数依存性について明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a High Frequency Cluster Burst Pulse Generator Based on a SOS Diode Using Transmission Line Resonant for Bioelectrics Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsukubo, Yasushi Minamitani
  • 雑誌名: 2013 IEEE Pulsed Power Conference Record 巻: (CD-ROM)
• [雑誌論文] Development of a RF burst pulse generator using a non-linear transmission line for cancer treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Abe, Yasushi Minamitani
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE 2012 Power Modulator Conference 巻: (CD-ROM)
  • NAID: 10030604637
  • 査読あり
• [雑誌論文] DEVELOPMENT OF A HIGH FREQUENCY CLUSTER BURST PULSE GENERATOR BASED ON A SOS DIODE USING TRANSMISSION LINE RESONANT FOR BIOELECTRICS APPLICATIONS (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsukubo, Yasushi Minamitani
  • 雑誌名: The 19th IEEE International Pulsed Power Conference 巻: CFP13PPC-DVD ページ: 597-601
• [雑誌論文] Investigation of Frequency Response of Apoptosis Induction to Budding Yeast by Burst Pulse Electric Field for Cancer Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tamura, R. Kageyama, Y. Minamitani
  • 雑誌名: The 19th IEEE International Pulsed Power Conference 巻: CFP13PPC-DVD ページ: 908-913
• [雑誌論文] パルス電界の周波数による細胞へのアポトーシス誘導状況の蛍光二重染色法を用いた調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村賢志，影山陸，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会プラズマパルスパワー 放電合同研究会資料 巻: PPT13030 ページ: 1-5
  • NAID: 10031175161
• [雑誌論文] バイオエレクトリクス応用のための共振伝送線路を用いたSOSダイオード方式クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松窪大祐，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会パルスパワー研究会資料 巻: PPT13067 ページ: 5-9
  • NAID: 10031193617
• [雑誌論文] Development of a Cluster Burst Pulse Generator Based on a SOS Diode Switch for Bioelectrics Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Toyooka, Yasushi Minamitani
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE 2011 Pulsed Power Conference 巻: (CD-ROM)
• [雑誌論文] 非線形伝送線路を用いたがん治療用高周波バーストパルス発生装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部優一，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会資料 巻: PPT-12-026~034, ED-12-052~062 ページ: 51-55
  • NAID: 10030604637
• [雑誌論文] がん治療のためのSOSダイオードを用いた高周波クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松窪大祐，豊岡隆侍，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会資料 巻: PPT-12-026~034, ED-12-052~062 ページ: 45-49
  • NAID: 10030604630
• [雑誌論文] Development of a Cluster Burst Pulse Generator Based On a SOS Diode Switch for Bioelectrics Applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Takashi Toyooka, Yasushi Minamitani
  • 雑誌名: Proceedings of the IEEE 2011 Pulsed Power Conference 巻: CD-ROM
• [雑誌論文] 狭帯域高電界パルスに対する子宮頸がん細胞の生体応答解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 諸富仁哉，矢野美沙子，光武和典，勝木 淳，秋山秀典，豊岡隆侍，品川和希，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会パルスパワー研究会資料 巻: PPT-12-001~015 ページ: 17-22
  • NAID: 10030329950
• [雑誌論文] SOSダイオードを用いた医療用クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊岡隆侍，南谷靖史
  • 雑誌名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会資料 巻: PPT-11-001~024, ED-11-024~047
  • NAID: 10029075727
• [学会発表] DEVELOPMENT OF A HIGH FREQUENCY CLUSTER BURST PULSE GENERATOR BASED ON A SOS DIODE USING TRANSMISSION LINE RESONANT FOR BIOELECTRICS APPLICATIONS (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsukubo, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: The 19th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency San Francisco (アメリカ合衆国)
• [学会発表] Investigation of Frequency Response of Apoptosis Induction to Budding Yeast by Burst Pulse Electric Field for Cancer Treatment (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tamura, R. Kageyama, Y. Minamitani
  • 学会等名: The 19th IEEE International Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Hyatt Regency San Francisco (アメリカ合衆国)
• [学会発表] パルス電界の周波数による細胞へのアポトーシス誘導状況の蛍光二重染色法を用いた調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村賢志，影山陸，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会プラズマパルスパワー 放電合同研究会
  • 発表場所: まちなかキャンパス長岡
• [学会発表] バイオエレクトリクス応用のための共振伝送線路を用いたSOSダイオード方式クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松窪大祐，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー研究会
  • 発表場所: 計算科学センタービル
• [学会発表] The dependence of protein expression level in HeLa cells on the frequency of high frequency burst pulse high electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Minamitani, Yoshie Kuramochi, Takashi Toyooka, Kazuki Shinagawa, Kazunori Mitsutake, Misako Yano, Masaya, Morotomi, Sunao Katsuki, Hidenori Akiyama
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市,KKRホテル熊本
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of a High Frequency Cluster Burst Pulse Generator Based on a SOS Diode for Cancer Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsukubo, Takashi Toyooka, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市,KKRホテル熊本
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Development of a RF Burst Pulse Generator Using a Nonlinear Transmission Line for Cancer Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Abe, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市,KKRホテル熊本
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] 非線形伝送線路を用いたがん治療用高周波バーストパルス発生装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部優一，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会
  • 発表場所: 米沢市，山形大学工学部
• [学会発表] がん治療のためのSOSダイオードを用いた高周波クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松窪大祐，豊岡隆侍，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会
  • 発表場所: 米沢市，山形大学工学部
• [学会発表] Development of a RF burst pulse generator using a non-linear transmission line for cancer treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Abe, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: IEEE 2011 Power Modulator Conference
  • 発表場所: Hilton San Diedo Bayfront, San Diego, CA, USA
• [学会発表] Development of a RF Burst Pulse Generator Using a Nonlinear Transmission Line for Cancer Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Abe, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市，KKRホテル熊本
• [学会発表] Investigation of Effect into the Cell by High Frequency Component of Burst Pulse Electric Field Using a Budding Yeast for Cancer Treatment (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Tamura, Takashi Toyooka, Yoshie Kuramochi, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市，KKRホテル熊本
• [学会発表] Development of a High Frequency Cluster Burst Pulse Generator Based on a SOS Diode for (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Matsukubo, Takashi Toyooka, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市，KKRホテル熊本
• [学会発表] The dependence of protein expression level in HeLa cells on the frequency of high frequency burst pulse high electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasushi Minamitani, Yoshie Kuramochi, Takashi Toyooka, Kazuki Shinagawa, Kazunori Mitsutake, Misako Yano, Masaya Morotomi, Sunao Katsuki, Hidenori Akiyama
  • 学会等名: 2012 International Bioelectrics Symposium
  • 発表場所: 熊本市，KKRホテル熊本
• [学会発表] 狭帯域高電界パルスに対する子宮頸がん細胞の生体応答解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 諸富仁哉，矢野美沙子，光武和典，勝木 淳，秋山秀典，豊岡隆侍，品川和希，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー研究会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] 非線形伝送線路を用いた高周波バーストパルス発生装置の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部優一，南谷靖史
  • 学会等名: 平成23年度核融合科学研究所研究会「パルスパワー生成プラズマの物理と応用」
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Development of a Cluster Burst Pulse Generator Based On a SOS Diode Switch for Bioelectrics Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Toyooka, Yasushi Minamitani
  • 学会等名: IEEE 2011 Pulsed Power Conference
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
• [学会発表] SOSダイオードを用いた医療用クラスタバーストパルス発生装置の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊岡隆侍，南谷靖史
  • 学会等名: 電気学会パルスパワー・放電合同研究会
  • 発表場所: 岩手大学
• [学会発表] 高強度パルス電界によるがん治療を目的とした電界周波数別の細胞へのアポトーシス誘導状況の調査
  • 著者名/発表者名: 影山陸，田村賢志，南谷靖史
  • 学会等名: 日本生体医工学会東北支部大会
  • 発表場所: 山形大学医学部