「腫瘍内で瞬時にゲル化する磁性流体」の開発による局所化学療法と磁気温熱療法の実現

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14146
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 林 幸壱朗 九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 磁性流体 / スマートマテリアル / ハイブリッドマテリアル

研究実績の概要

平成28年度までに合成した抗がん剤含有磁性流体を腫瘍移植マウスに投与し、交流磁場を印加した際の、腫瘍の温度上昇、腫瘍体積変化、生存率の調査を行った。抗がん剤含有磁性流体をマウスの腫瘍に注射したところ、腫瘍内でゲル化し、腫瘍内に留まることをMRIにより確認した。抗がん剤含有磁性流体を投与したマウスの腫瘍に交流磁場を印加し、サーモグラフィで腫瘍部の皮膚温度を測定したところ、上記磁性流体は約10℃腫瘍部の皮膚温度を上昇させた。皮膚温度は外気に曝されており、腫瘍の内部温度よりも低い温度となることを考慮すると、腫瘍内部の温度は少なくとも10℃以上上昇しており、体温を37℃とすると、腫瘍内部の温度は約47℃まで上昇したと考えられる。さらに、磁性流体と投与したマウスの腫瘍に交流磁場を印加した後から24時間後および10日後の腫瘍組織を解析したところ、24時間後では、抗がん剤が腫瘍内に拡散しており、10日後には排泄されていることを明らかにした。上記の抗がん剤含有磁性流体の投与および交流磁場印加を行ってから6日後には腫瘍は完全に消失しており、その後、1カ月間経過しても再発することはなかった。一方、抗がん剤非含有磁性流体投与後の交流磁場印加では、腫瘍を縮小させることはできたが、完全に消失させることはできなかった。また、交流磁場印加のみ、抗がん剤含有磁性流体投与のみ、抗がん剤投与のみの場合は、無処理の場合と有意差はみられなかった。抗がん剤含有磁性流体および交流磁場を用いた治療の副作用を評価したところ、治療による体重減少はなく、生化学検査および組織病理解析において異常はみられなかったことから、短期的な副作用は認められなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles Suppress Oxidative Stress and Repair Damaged Tissues for Treatment of Hepatic Fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials 巻: 28 ページ: 1706332
  • DOI: 10.1002/adfm.201706332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red Blood Cell-like Particles with the Ability to Avoid Lung and Spleen Accumulation for the Treatment of Liver Fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Shota Yamada, Hikaru Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 156 ページ: 45-55
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.11.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellulose-Based Molecularly Imprinted Red-Blood-Cell-Like Microparticles for the Selective Capture of Cortisol (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Hikaru Hayashi, Shota Yamada, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 193 ページ: 173-178
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.03.095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by hyperthermia (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Miki, S. Nakamura, A. Oda, H. Tenshin, J. Teramachi, M. Hiasa, A. Bat-Erdene, Y. Maeda, M. Oura, M. Takahashi, M. Iwasa, T. Harada, S. Fujii, K. Kurahashi, S. Yoshida, K. Kagawa, I. Endo, K. Aihara, M. Ikuo, K. Itoh, K. Hayashi, M. Nakamura, M. Abe
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 ページ: 10307-10316
  • DOI: 10.18632/oncotarget.23121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Evaluation of Interconnected Porous Carbonate Apatite from Alpha Tricalcium Phosphate Spheres (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunio Ishikawa, Tya Arifta, Koichiro Hayashi, Kanji Tsuru
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research: Part B - Applied Biomaterials 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1002/jbm.b.34117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Lead-Free Piezoelectric Li2CO3-Added (Ba,Ca)(Ti,Sn)O3 Ceramics under Controlled Low Oxygen Partial Pressure and Their Properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Kouta Noritake, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 ページ: 021501
  • DOI: 10.7567/JJAP.57.021501
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁場を使った医療技術 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林幸壱朗
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 3 ページ: 15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Tracking the Same Cells Seamlessly at the Cellular, Tissue, and Whole Body Levels (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi, Yusuke Sato, Hiroki Maruoka, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: ACS Biomaterials Science & Engineering 巻: 3 ページ: 1129–1135
  • DOI: 10.1021/acsbiomaterials.7b00181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relaxometric Property of Organosilica Nanoparticles Internally Functionalized with Iron Oxide and Fluorescent Dye for Multimodal Imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Takafumi Kanadani, Masafumi Harada, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Journal of Colloid and Interface Science 巻: 492 ページ: 127-135
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2017.01.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesoscopic Multimodal Imaging Provides New Insight to Tumor Tissue Evaluation: An Example of Macrophage Imaging of Hepatic Tumor using Organosilica Nanoparticles (2017)
  • 著者名/発表者名: Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Masafumi Harada, Keisuke Izumi, Yoshihiro Tsuruo, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 3953
  • DOI: 10.1038/s41598-017-04043-7
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Metallic Glass Separators for Fuel Cells at Intermediate Temperatures (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaya Takemoto, Masatomo Hattori, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 206 ページ: 87-90
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2017.06.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Inorganic-organic Hybrid Membranes Consisting of Organotrisiloxane Linkages and Their Fuel Cell Properties at Intermediate Temperatures (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaya Takemoto, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
  • 雑誌名: Polymer 巻: 120 ページ: 264-271
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2017.05.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] 診断・治療用有機－無機ハイブリッドナノ粒子の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林幸壱朗
  • 雑誌名: セラミックデータブック2017/2018 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 学会等名: BIT’s 7th Annual World Congress of Nano Science & Technology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] One-Pot Synthesis of Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Hayashi
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多機能性ナノ・マイクロ粒子の作製と生物医学応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 幸壱朗
  • 学会等名: 日本ゾル－ゲル学会第15回討論会
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K006777/index.html