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2019 年度 実績報告書

動脈病変の早期診断・治療のためのリン酸カルシウム系複合ナノ粒子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16H03831
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

中村 真紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00568925)

研究分担者 小菅 寿徳  東京医科大学, 医学部, 准教授 (00376774)
大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (50356672)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードリン酸カルシウム / 複合ナノ粒子 / MRI造影剤 / 動脈病変 / 早期診断・治療 / 酸化鉄
研究実績の概要

本研究では、医薬品共沈法や過飽和液相レーザー法といった独自の複合ナノ粒子作製技術に基づき、動脈病変の早期診断・治療を可能にする複合ナノ粒子の創成を目指す。
医薬品共沈法に基づき作製に成功した磁性酸化鉄ナノ粒子(造影剤)とリン酸カルシウム(マトリックス)の複合ナノ粒子を、マウス頸動脈結紮モデル(動脈硬化の疾患モデル)やマウス腹部大動脈瘤モデル(動脈瘤の疾患モデル)に投与し、病変部における複合ナノ粒子の集積を評価した。複合ナノ粒子を投与した頸動脈結紮モデル(粒子投与群)の病変部の組織切片には、プルシアンブルー染色により鉄の存在を示す青い箇所が観察された。一方で、複合ナノ粒子を投与しなかったマウス(粒子非投与群)の病変部には、青く染色される箇所は認められなかった。以上より、投与した複合ナノ粒子の一部が病変部に存在し、磁性酸化鉄に由来する鉄により青く染色されたことが示唆された。また、腹部大動脈瘤モデルの病変部の組織切片では、粒子投与群、粒子非投与群の両方で青く染色される箇所が認められ、病変部において、複合ナノ粒子の有無に関わらずプルシアンブルーにより染色される鉄が存在していると考えられた。さらに、頸動脈結紮モデルにおいて、病変部組織に含まれる鉄量を測定することで、病変部に集積した複合ナノ粒子量を見積もった。粒子投与群の病変部(頸動脈)に含まれる鉄量は、粒子非投与群に比べて多くなる傾向が見られた。
また、過飽和液相レーザー法に基づき作製した磁性酸化鉄ナノ粒子とリン酸カルシウムの複合ナノ粒子について、その断面構造を透過電子顕微鏡により解析した。その結果、均一な磁性酸化鉄ナノ粒子(10 nm以下)を粒内析出した構造と、不均一な磁性酸化鉄ナノ粒子(数10 nm以上)を粒内析出した構造の、2タイプの構造が認められた。以上より、応用に向けてさらなる構造制御法の開発が必要であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1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] 機能性リン酸カルシウムナノ粒子の液相合成とバイオメディカル応用2020

    • 著者名/発表者名
      中村真紀、大矢根綾子
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 55 ページ: 189-192

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural Analysis of Calcium Phosphate-Based Submicrospheres with Internally-Crystallized Iron Oxide Nanoparticles Fabricated by a Laser-Assisted Precipitation Process2019

    • 著者名/発表者名
      中村真紀、大矢根綾子
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 12 ページ: 4234

    • DOI

      10.3390/ma12244234

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ポリエチレングリコールで被覆された金ナノ粒子とリン酸カルシウムの相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      中村真紀、黒岩輝代子、大矢根綾子、小菅寿徳
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2020
  • [学会発表] 動脈硬化の診断に向けたリン酸カルシウム複合ナノ粒子の開発2020

    • 著者名/発表者名
      中村真紀、黒岩輝代子、大矢根綾子、小菅寿徳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] Structural analysis of magnetic calcium phosphate-based submicrospheres fabricated by laser-assisted one-pot process2019

    • 著者名/発表者名
      中村真紀、大矢根綾子
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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