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2014 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number 24360066
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

幕田 寿典  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (40451661)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

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。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Hollow submicron spheres fabricated from cyanoacrylate instant adhesive2014

    • Author(s)
      Toshinori Makuta, Yuki Yoshihiro, Taichi Sutoh, Kazuma Ogawa
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 131 Pages: 310-312

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development and Optimization of a Microbubble Generator with a Hollow Cylindrical Ultrasonic Horn.2014

    • Author(s)
      Tatsuya Numakura, Kazuki Kashiwagura, Toshinori Makuta
    • Journal Title

      Journal of the Japanese Society for Experimental Mechanics

      Volume: 14 Pages: s52-s56

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      須藤太一,吉弘裕基,幕田寿典
    • Organizer
      化学工学会第80年会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      吉弘裕基,須藤太一,幕田寿典
    • Organizer
      化学工学会新潟大会2014
    • Place of Presentation
      新潟大学
    • Year and Date
      2014-11-22 – 2014-11-22
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      須藤太一,吉弘裕基,幕田寿典
    • Organizer
      日本機械学会2014年年次大会
    • Place of Presentation
      東京電機大学
    • Year and Date
      2014-09-08 – 2014-09-08
  • [Book] 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

    • Author(s)
      幕田寿典, 他
    • Total Pages
      469
    • Publisher
      情報機構
  • [Book] Micro- and Nanobubbles: Fundamentals and Applications2014

    • Author(s)
      Tsuge Hideki, Toshinori Makuta, et al.
    • Total Pages
      355
    • Publisher
      Pan Stanford Publishing
  • [Book] マイクロ/ナノカプセルの調製、徐放性制御と応用事例2014

    • Author(s)
      幕田寿典, 他
    • Total Pages
      510
    • Publisher
      技術情報協会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 中空粒子の製造装置および制御手法2014

    • Inventor(s)
      幕田寿典,江黒躍也
    • Industrial Property Rights Holder
      幕田寿典,江黒躍也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-234062
    • Filing Date
      2014-10-30

URL: 

Published: 2016-06-01  

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