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2014 年度 実績報告書

瞬間硬化性樹脂とマイクロバブルから作る中空マイクロカプセルの開発および実用化

研究課題

研究課題/領域番号 24360066
研究機関山形大学

研究代表者

幕田 寿典  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (40451661)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードマイクロバブル / 超音波 / マイクロカプセル / 画像診断システム / ドラッグデリバリー / ナノカプセル
研究実績の概要

平成25年度の研究において、シアノアクリレート蒸気を吹き込む水のpHを下げた環境において収量が大幅に増加することを確認し、また、模擬流路での造影効果やマウスへの投与を通して急性毒性が無いことを確認した。平成26年度においては、より実用的な機能性材料とするべく、粒子生成を行なう反応場でもシアノアクリレートの重合反応速度を遅延させマイクロバブルの収縮時間を確保することで、より微細な中空粒子を生成することを試みた。また、出力の制御が可能な超音波マイクロバブル発生装置を使用することで、シアノアクリレート中空粒子生成の安定化に最適な条件の抽出についても研究を行なった。
その結果、マイクロバブルを吹き込む分散媒に界面活性剤と酸性物質を添加するという簡易的な方法により、生体適合性の膜を有する直径1 μm 以下の中空微粒子が生成可能であることが明らかとなった。さらに、供給気体を変更することで粒子径が変化することも確認された。また、超音波マイクロバブルが発生する条件下においては、超音波出力を極力抑えたほうが粒子生成量が増加するという傾向が確認された。
本研究で生成に成功した数百nmオーダの中空粒子は、例えば、医療分野においてナノオーダのカプセルは癌細胞の周囲で拡張した血管の空隙(EPR効果)を通過可能で粒子が腫瘍近辺に集まりやすい特性を利用した先進高度医療(がん治療など)への適用が見込まれる。従って、断熱材、防音材等の工業分野、超音波造影剤、薬剤輸送担体等の医療分野への応用に応用できる可能性が高まった。今後は、安定的に粒子生成可能な条件を検討し、粒子径変化の詳細なメカニズムを解明する予定である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hollow submicron spheres fabricated from cyanoacrylate instant adhesive2014

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Makuta, Yuki Yoshihiro, Taichi Sutoh, Kazuma Ogawa
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 131 ページ: 310-312

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development and Optimization of a Microbubble Generator with a Hollow Cylindrical Ultrasonic Horn.2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Numakura, Kazuki Kashiwagura, Toshinori Makuta
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics

      巻: 14 ページ: s52-s56

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 超音波マイクロバブルを用いたシアノアクリレート中空粒子生成に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      須藤太一,吉弘裕基,幕田寿典
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] 超音波マイクロバブルで作るシアノアクリレート中空ナノ粒子に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      吉弘裕基,須藤太一,幕田寿典
    • 学会等名
      化学工学会新潟大会2014
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-22
  • [学会発表] マイクロバブルから直接作るシアノアクリレート中空微粒子に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      須藤太一,吉弘裕基,幕田寿典
    • 学会等名
      日本機械学会2014年年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-08
  • [図書] マイクロバブル(ファインバブル)のメカニズム 特性制御と実用応用のポイント2015

    • 著者名/発表者名
      幕田寿典, 他
    • 総ページ数
      469
    • 出版者
      情報機構
  • [図書] Micro- and Nanobubbles: Fundamentals and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Tsuge Hideki, Toshinori Makuta, et al.
    • 総ページ数
      355
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
  • [図書] マイクロ/ナノカプセルの調製、徐放性制御と応用事例2014

    • 著者名/発表者名
      幕田寿典, 他
    • 総ページ数
      510
    • 出版者
      技術情報協会
  • [産業財産権] 中空粒子の製造装置および制御手法2014

    • 発明者名
      幕田寿典,江黒躍也
    • 権利者名
      幕田寿典,江黒躍也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-234062
    • 出願年月日
      2014-10-30

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公開日: 2016-06-01  

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