2023 年度研究成果報告書

閉じ込め構造圧電装荷デバイスによるレーザ誘起強力弾性表面波発生と皮内投与への挑戦

研究課題

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研究課題/領域番号	21K04202
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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関	金沢工業大学
研究代表者	會澤康治金沢工業大学, 工学部, 教授 (40222450)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	パルスレーザ / 弾性表面波 / Lamb波 / 圧電体 / 人工皮膚
研究成果の概要	本研究は、経皮薬剤の透過を促進する強力な弾性表面波の発生と人工皮膚表面への高効率な物質導入を可能にするデバイスの開発を目的に実施した。具体的には、パルスレーザを使って強力な弾性表面波を発生させる方法を検討する中で球殻上のパルスレーザ誘起Lamb波を人工皮膚表面へ結合させることを提案した。特に球殻上に発生したLamb波の強度増加にはレーザ照射部に黒色ゴムを貼り付けた球殻の利用が効果的であることを実験的に明らかにした。また人工皮膚を介して圧電膜を装荷した生体ファントムを用いて測定したLamb波強度は経皮薬剤導入を行うに十分な強度であることを確かめた。
自由記述の分野	電子デバイス、波動応用デバイス、電気電子材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	経皮薬剤導入でこれまで検討された手法のほとんどが皮膚の穿孔を伴う侵襲的な皮下投与であった。本研究では皮膚に瞬間圧力を加えるとその物質透過性が一時的に促進することに注目し、皮膚表面に音響エネルギーを集中させることを考えた。本研究は皮膚の穿孔なしに低侵襲で薬剤を皮内に導入・留める新たな皮内投与法の開発につながる点で社会的な意義がある。本研究では皮膚表面に音響エネルギーを集中させる方法としてレーザ誘起Lamb波の利用を提案し、その発生と人工皮膚への音響結合を実験的に評価した成果は新たな知見を与えており学術的意義があると考える。