Development of minimally invasive drug delivery system using novel microbubble and high-intensity focused ultrasound (HIFU)

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K12733
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: Ashida Reiko 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (90570581)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 一雄 帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040) ; 北野 雅之 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (50314571)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マイクロバブル / 膵癌 / 超音波 / 高強度集束超音波（HIFU) / キャビテーション

Outline of Final Research Achievements

Our research aims to develop a novel drug delivery system using ultrasound and microbubbles. We aim to utilize ultrasound cavitation and sonoporation to improve the efficiency of drug delivery to tumors and enhance anti-tumor effects. Specifically, we are (a) combining phase change nano-droplets (PCND) with high-intensity focused ultrasound (HIFU) and (b) using novel therapeutic microbubbles and ultrasound to treat pancreatic cancer. As progress, we have demonstrated tissue melting using PCND and small HIFU in pigs and verified the anti-tumor effect of the combination therapy of gemcitabine and microbubbles in cancer-bearing mice, both with favorable results, which were presented at academic conferences and published in papers.

Free Research Field

医用システム関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超音波とマイクロバブル（MB）を用いた新規ドラッグデリバリーシステム（DDS）の開発を目的とし、癌治療の効果を大幅に向上させる可能性を秘めている。学術的意義として、キャビテーションやソノポレーションといった超音波の機械的作用を利用したDDSの効率化は、薬剤の腫瘍への到達率を高め、副作用を低減する新しい治療法の確立に貢献する。社会的意義としては、膵癌などの難治性癌に対する治療効果を向上させることで、患者の生存率を向上させ、治療の負担を軽減することが期待される。特に、相変化ナノ液滴（PCND）とHIFUの併用技術や新規治療用MBを使用した膵癌治療の実証は、臨床応用への道を拓く重要なステップとなる。