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2019 年度 実施状況報告書

ナノ薬剤評価用マイクロ腫瘍組織モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K05236
研究機関東洋大学

研究代表者

佐々木 直樹  東洋大学, 理工学部, 准教授 (30462691)

研究分担者 岸村 顕広  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70422326)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードナノ薬剤 / 腫瘍 / マイクロ流体デバイス
研究実績の概要

本研究では、ヒトの腫瘍組織の構造や特性を反映したマイクロ腫瘍組織モデルを構築し、ナノ薬剤評価に応用することを目的としている。本年度はまず、マイクロ流体デバイスのデザインを検討した。腫瘍血管に相当する要素として、血管内皮細胞をデバイス内で培養して用いることとし、その足場となる多孔膜を組み込んだデバイスを作製した。膜上の血管内皮細胞を顕微観察するために、デバイスの光透過性を高める手法を開発し、実際に細胞観察に応用できることを示した。腫瘍血管の周囲に存在する間質に相当する要素として、フィブリノーゲンとトロンビンの反応によって形成されるフィブリンゲルを用いることとした。ナノ薬剤の血管から腫瘍細胞への輸送に寄与する間質流を再現できるように、2枚の多孔膜を並行に組み込み、その間にフィブリンゲルを形成してデバイスを作製した。このデバイスをナノ薬剤評価に応用することを目指し、まずは多孔膜を腫瘍血管壁に見立て、蛍光標識ポリスチレンナノ粒子を用いて原理検証実験を行った。血管に見立てたマイクロ流路に粒子懸濁液を送液し、粒子が多孔膜を超えてフィブリンゲル中へ移動する過程を経時的に顕微蛍光観察した。ナノ粒子の数密度を変えて実験を行い、定法により求めた透過係数の値を比較したところ、一定密度以上で透過係数が有意に減少した。よって、本法によりナノ薬剤の腫瘍組織内での輸送特性を評価する際には、粒子密度に注意する必要があることが示された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

デバイスの作製や、ナノ粒子評価の原理実証ができており、おおむね予定通りの進捗であると考えている。

今後の研究の推進方策

研究計画に従い、着実に研究を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

おおよそ計画通りに研究を進めた結果、わずかに残額が生じたため、次年度に試薬等の購入に使用する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Extravasation of soft nanoparticles simulated on an easy-to-observe membrane-integrated microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Watanabe, Yumi Moriya, Hiroaki Matsuba, Akihiro Kishimura, Yoshiki Katayama, Naoki Sasaki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] A two-way membrane-integrated microfluidic device for permeation assays2019

    • 著者名/発表者名
      Marika Sugimoto, Keisuke Yanagisawa, Naoki Sasaki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Organ-on-a-chipによる臓器機能再現2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木直樹
    • 学会等名
      第32回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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