2023 Fiscal Year Annual Research Report
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22K19904
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
石原 伸輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (30644067)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
垣花 学 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20274897)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | 一酸化窒素 / 層状複水酸化物 / 副鼻腔 / 生理活性ガス / 感染症 / 血管拡張 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一酸化窒素ガス（NO）は体内で産生されて、血管拡張や殺菌、シグナル伝達など様々な生理活性に関与している。特に、副鼻腔においてはNOが活発に産生されていることが知られており、鼻呼吸によって咽頭、喉、気道、肺へとNOが供給されて、平滑筋弛緩・血管拡張・呼吸器経路の殺菌などに寄与していると考えられている。本研究では、副鼻腔の機能のひとつであるNO供給能を模した「人工副鼻腔」を創成し、微量のNOデリバリーによって心肺機能の増強（慢性呼吸器疾患の緩和を含む）や、感染症予防などにつなげることを目的としている。本年度は、更なるデバイスの小型化・簡素化を進めるため、NO発生剤の改良に取り組むとともに、在宅医療や病院外、途上国等での使用も意識して、患者のユーサビリティ向上のためNO発生方法の見直しも進めた。具体的には、亜硝酸イオンを層間に含有させた層状複水酸化物（LDH）と還元剤、多孔体から成る混合物を不織布フィルターや円筒濾紙内に内包してパッチやカートリッジとし、これをマスクや円筒等に搭載することで、大気や吐息に含まれる二酸化炭素や水蒸気を刺激としてNOを発生させ、患者にNOを吸入させる簡易型デバイスを構築した。定常フロー下におけるモデル実験では、デバイス構成やパッチやカートリッジの使用数に応じて簡易的にNO濃度や発生時間のコントロールが可能であったことから、医療現場において適応疾患やユースケースに応じた柔軟な使用ができると考えられる。以上のように、「人工副鼻腔」の概念構築に成功したことから、今後は実用化に向けた検討に進む予定である。
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