Development of a Novel Atmospheric Plasma Device for in vivo Cancer Treatment

开发用于体内癌症治疗的新型大气等离子体装置

• 批准号: 21K04012
• 负责人: 柳生 義人
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Sasebo National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04012/
• 关键词: 非平衡大気圧プラズマ; プラズマ医療; プラズマ医療用デバイス; 多孔質膜; マイクロプラズマ

本研究では，生体内の部位によらず既存の照射法より有効かつ低侵襲な生体内がん治療法の確立を目指し，多孔質膜を利用することで液中においても活性種を供給することができるプラズマデバイスの開発およびその特性や発生する活性種が細胞へ与える影響を明らかにすることを目的として研究を行っている。2021年度には，気相と液相を多孔質膜で分離することのできる非平衡大気圧プラズマ源のプロトタイプを開発し，2次元培養したヒト肝芽腫細胞(Hep G2; JCRB1054)への効果を確認した。2022年度は，スフェロイド培養したヒト肝芽腫細胞への影響を調査するため，印加電圧8kV，パルス幅500ppsでプラズマ照射を行った。その結果，処理時間が長くなるに従い生細胞率は減少していく傾向を示し，120秒の処理において生細胞率は約60%まで減少した。以上より，本研究で開発したプラズマデバイスは，スフェロイド培養したHepG2細胞の生細胞率を減少できることが示された。また，非平衡大気圧プラズマ源から発生するOHラジカルの有無について，テレフタル酸がOHラジカルをトラップして発する蛍光を利用して調べた。OHラジカルの蛍光観測の励起光源には，紫外線ランプ(波長310nm)を用い，露光時間120秒で観測を行った。プラズマ処理時間に依存して，蛍光強度が強くなるとともに蛍光を発する範囲が広がることが示されたが，OHラジカルが滲出する範囲には限度があることが示唆された。

This study aims to investigate the use of porous membranes, the development and characteristics of existing irradiation methods, the establishment of low invasive treatment methods, and the supply of active species to cells. In 2021, the results of separation of porous membrane from gaseous phase and liquid phase by non-equilibrium high-pressure medium were confirmed by two-dimensional culture of HepG2 (JCRB1054). In 2022, the effect of culture medium on hepatocyte growth was investigated by applying 8kV and 500pps radiation. As a result, the cell growth rate tended to decrease as the treatment time increased, and the cell growth rate decreased by about 60% when the treatment time was 120 seconds. The above results show that the growth rate of HepG2 cells in culture is reduced. In addition, the non-equilibrium high pressure source produces OH and the presence or absence of OH and the use of light to modulate the OH and the presence of light. The excitation light source for OH light detection is UV light (wavelength 310nm), and the exposure time is 120 seconds. The intensity of light is dependent on the time of treatment. The intensity of light is dependent on the time of treatment.

项目成果

生体内がん治療に向けた大気圧低温プラズマ照射装置の研究開発

体内癌症治疗常压低温等离子体照射装置的研发

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤 伸弥;山本 恵輔;弓達 新治，尾崎 良太郎;門脇 一則;前山 光明;甲斐祐一郎，藤原周平;佐藤正騎;濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，大島多美子，日比野祐介，猪原武士，佐竹卓 彦，川崎仁晴，林信哉;甲斐祐一郎;渋谷 侑平;濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，林信哉
• 通讯作者: 濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，林信哉

生体内がん治療に向けたプラズマデバイスの開発および肝がん細胞への照射効果

体内癌症治疗等离子体装置的研制及其对肝癌细胞的照射效果

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤 伸弥;山本 恵輔;弓達 新治，尾崎 良太郎;門脇 一則;前山 光明;甲斐祐一郎，藤原周平;佐藤正騎;濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，大島多美子，日比野祐介，猪原武士，佐竹卓 彦，川崎仁晴，林信哉
• 通讯作者: 濵村航大，柳生義人，馬塲雄成，大島多美子，日比野祐介，猪原武士，佐竹卓 彦，川崎仁晴，林信哉

プラズマ発生装置及びそれを用いた治療装置

等离子体发生器及使用其的治疗装置

• 发表时间: 2022