ARDSモデルラットにおける短時間液体呼吸と新規薬物伝達システムの治療効果の検証

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K09013
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 針井 則一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (80377522)
• 研究分担者: 武岡 真司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20222094) [辞退] ; 垣内 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 産総研特別研究員 (30875422) [辞退] ; 宮坂 武寛 湘南工科大学, 工学部, 教授 (60308195) ; 森口 武史 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60422680) ; 後藤 順子 山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (60530102) ; 菅原 久徳 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (70746776) ; 高三野 淳一 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (70769281)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 急性呼吸窮迫症候群 / 完全液体換気 / 敗血症 / 肺洗浄 / マイクロ・ナノバブル / ファインバブル

研究実績の概要

完全液体換気(TLV; Total Liquid Ventilation)を応用した肺洗浄法の構築は急性呼吸窮迫性症候群（ARDS; Acute Respiratory Distress Syndrome）の治療法として期待しうる．しかし，TLV研究に用いられてきた液体材料はコスト・安全性・温室効果係数に課題があり，代替液を用いたTLVシステムの構築が求められている．そこで我々は安価かつ安全な材料として酸素ファインバブル（FB; 100μm以下の微小気泡）を分散させたリン酸緩衝生理食塩水（FB分散水）に着目し，新しい液体材料を用いたTLVシステムの確立を目指している．また，本研究におけるTLVの治療効果の検証には，肺以外を原疾患としたindirect-ARDSのモデルが必要であり，①低酸素血症，②びまん性の炎症（両側浸潤影），③心不全の否定を実証する敗血症由来のARDSモデル，静注（i.v.），腹腔（i.p.），皮下（s.c.）からエンドトキシン（LPS）あるいはオレイン酸（OA）を投与するモデルの作製を試みた．ラットはLPSに対する耐性が高く，一時的にARDSの症状が現れても1-2日で回復するため，ARDSの症状を残した病態モデルを作製するのは極めて困難であったが，１）長期的なLPSの暴露、２）オレイン酸投与による血管透過性の亢進、３）補液管理による血行動態の維持が重要であることがわかった。また、高い酸素量を正確に測定できる方法を開発し，ファインバブル液中の高酸素は気泡内部の酸素より過飽和状態の溶存酸素の寄与が大きいことを発見した．

研究成果

• [雑誌論文] Do Ultrafine Bubbles Work as Oxygen Carriers? (2023)
  • 著者名/発表者名: Kakiuchi Kenta、Kozuka Tomoki、Mase Nobuyuki、Miyasaka Takehiro、Harii Norikazu、Takeoka Shinji
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 39 ページ: 1354～1363
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.2c01209
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 酸素ファインバブル は酸素運搬体として機能するのか？ (2023)
  • 著者名/発表者名: 垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
  • 学会等名: 化学工学会第88年会，東京，2023.3
• [学会発表] 酸素ファインバブル 分散水中の酸素含量測定方法の確立および酸素運搬体としての物性評価 (2023)
  • 著者名/発表者名: 垣内健太、小塚智貴、間瀬暢之、宮坂武寛、針井則一、武岡真司
  • 学会等名: 日本化学会第 103春季年会，東京，2023.3（国内、ポスター）