Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

マイクロバブル / 超音波 / ドラッグデリバリーシステム / ベシクル / 気泡クラスター / マイクロチャネル / 油水界面通過法 / 液滴

本研究では，マイクロバブルの医療・産業応用を目指し，用途に合わせたマイクロバブル内包ベシクルを設計・作成するための学術的基盤を構築し，実際にデバイスの開発を行う．具体的には，直径1～5ミクロンのマイクロバブルを直径5～100ミクロンのベシクルに内包させる技術を確立する．特に超音波ドラッグデリバリーへの利用が期待されている直径5ミクロンのマイクロバブル内包ベシクルを安定に作成する手法の開発を重視して研究を進めている．現在までのところ，フローフォーカス型デバイスの流路形状を改良することにより，これまでのものに比べ，直径5ミクロン以下の微小水滴を大量に油相中に生成することに成功している．また，超音波血管造影剤として用いられるマイクロバブル（ソナゾイド）を混入した水溶液を用いることにより，5ミクロン以下の水滴中にマイクロバブルを内包させることにも成功した．さらに，マイクロバブルを内包した液滴に対して，油水界面通過法を用いて，5ミクロン以下のマイクロバブル内包ベシクルを生成することにも成功している．現時点では，生成された5ミクロン以下のベシクルに関してマイクロバブルの内包率が，低いのが問題となっている．これに関しては，マイクロチャネル内の液滴生成プロセスを高速度カメラにより撮影し，フローフォーカシングデバイスの液滴生成部において，水中に混入させたマイクロバブルが水中の不純物の影響により気泡クラスターを形成してしまい，小サイズのベシクルに取り込まれづらくなっているのを見つけだした，現在，流路に不純物が混入しづらくするための工夫および，生成されたベシクルの中から，マイクロバブル内包ベシクルのみを選択的に回収する手法の開発を行っている．

マイクロバブル / 超音波 / 医療応用 / ドラッグデリバリーシステム / ベシクル / バブルクラスター / マイクロチャネル / マイクロフルイディクス / 混相流

本研究では，マイクロバブルの医療応用技術の一つとしてドラッグデリバリーシステム（DDS）に利用可能なマイクロバブル内包ベシクルの生成技術の開発と，超音波によるベシクル位置の制御に関する研究を実施した．マイクロバブル内包ベシクルの生成法として，油水界面通過法による方法を検討し，従来の手法より安定にマイクロバブル内包ベシクルを生成することに成功した．また，生成されたマイクロバブル内包ベシクルを定在音場の中で捕捉することに成功した．さらにサイズの揃ったマイクロバブル内包ベシクルを安定に生成させる方法としてフローフォーカス型のマイクロ流路を用いてベシクルを生成するための基盤技術の開発を行った．

本研究で対象としている薬物搬送担体は，通常用いられる数十ナノメートルの小さな粒子ではなく，その100倍程度大きいミクロンスケールのマイクロバブル内包ベシクルである，内包されたマイクロバブルを体外から照射させた超音波で制御し，ベシクルの膜を破壊することにより，薬物放出を局所で可能にすれば，従来のものに比べ，一度に大量の薬剤を局所的に送りこむことが可能となる．そのための基礎技術として，マイクロバブル内包ベシクルを安定に作り出す技術の開発は重要な学術的及び社会的意義を持つ．

混相流 / マイクロバブル / 超音波 / DDS / ベシクル / 表面修飾 / マイクロチャネル / バブルクラスター / ドラッグデリバリーシステム / ビヤクネス力 / 脂質膜 / 膜破壊

本研究では，マイクロバブルDDSへの応用を目指し，マイクロバブル内包型ベシクルを効率よく作成，さらに超音波により，その位置を制御，膜を破壊する技術について，実験およびシミュレーションによる検討を行った．その結果，油水界面通過法の導入により，従来の静置水和法と比べ，格段に収率のよりマイクロバブル内包ベシクルの生成に成功し，さらに，実験より集束超音波によりベシクルの捕捉と膜の破壊を達成できる可能性を示すことに成功し，シミュレーションにより，効率よく膜の破壊を達成するための条件について調べ，ベシクル動かさずに膜破壊を達成していくための気泡サイズの条件などについて知見を得た．

混相流 / マイクロ流体 / 気泡力学 / 医療応用 / 超音波 / DDS / マイクロチャンル / ドラッグデリバリーシステム / 物質輸送 / マイクロチャネル

マイクロバブルドラッグデリバリーシステムに対する基礎的知見を得ることを目的とし，マイクロバブル表面への分子修飾や超音波音場によるマニピュレーション方法について実験的検討を行った．ビオチン修飾したマイクロバブルをアビジン修飾した壁面に選択的吸着させるための条件について調べ，実際に選択的吸着を行うことに成功した．また超音波音場によるマイクロバブルのマニピュレーションについて，集束超音波を用いた手法を検討し，2次元平面内で任意の軌跡でマイクロバブルを移動させるのに成功した．また，流れの存在かにて気泡をトラップすることにも成功し，将来の応用に向けて基礎的知見を得ることに成功した．

【研究分担者】
一柳満久	上智大学	理工学部	准教授	(Kakenデータベース)
杵淵郁也	東京大学	大学院工学系研究科(工学部)	准教授	(Kakenデータベース)
杉山和靖	大阪大学	基礎工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
田川義之	東京農工大学	工学(系)研究科(研究院)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
杵淵郁也	東京大学	大学院工学系研究科(工学部)	准教授	(Kakenデータベース)
杉山和靖	大阪大学	基礎工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
田川義之	東京農工大学	工学(系)研究科(研究院)	准教授	(Kakenデータベース)
東隆	東京大学	大学院医学系研究科(医学部)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
杵淵郁也	東京大学	大学院工学系研究科(工学部)	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
杉山和靖	大阪大学	大学院基礎工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
一柳満久	上智大学	理工学部	准教授	(Kakenデータベース)