光化学反応に基づく選択的局所診断治療用細径カテーテル・レーザーアプリケータの開発

基于光化学反应的选择性局部诊断治疗小直径导管和激光治疗器的研制

• 批准号: 12878174
• 负责人: 南谷 晴之
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878174/
• 关键词: 光化学診断; 光化学治療; 光化学反応; 光ファイバ; カテーテル; ポルフィリン; レーザー; 活性酸素; Pdポルフィリン; 燐光; 酸素センサ

ファイバ導光路にレーザー光を導光し、その先端部で光化学反応に基づく活性酸素産生、蛍光・燐光放射を起こさせ、局所的に治療・診断効果を上げる2種類の細径カテーテル・レーザーアプリケータを開発した。(1)単一の導光ファイバと複数受光ファイバを同心状に配置した光学系(直径3mm)を有し、Nd : YAGレーザー第2高調波(Nd : YAG-SHG、波長532nm、パルス半値幅6nsec、周波数10Hz)を導光し励起光を対象に照射し、放射蛍光を受光するもので光化学診断・治療(Photodynamic Diagnosis＆Therapy : PDD&PDT)に供した。腫瘍親和性をもつ光感受性物質Zn coproporphyrinIIIを肺小細胞癌MS-1に投与し、癌細胞に蓄積した時点でNd : YAG-SHGで励起すると癌細胞に蓄積した光感受性物質から578nmの蛍光が放射され、レーザー照射を継続すると活性酸素の産生により細胞死が誘導された。他の1つは、(2)光ファイバ先端に光感受性物質をドープしたシリコン系ポリマーをUV接合してセンシング素子とする分子・イオンセンサである。導光ファイバと受光ファイバは同一のもの(直径1mm)であり、手元で分岐され励起光源と高感度光検出器に結合している。生体組織中の酸素分圧を計測するためにPdポルフィリンを酸素透過性の高いポリマーにドープした光ファイバセンサを開発した。Nd : YAG-SHGで励起するとPdポルフィリンから波長620nmの燐光が放射されるが、Pdポルフィリンに酸素分子が結合すると燐光の消光分子として働き、燐光強度は小さく、燐光寿命は短くなる。燐光減衰波形(Stern-Volmerの式)をPCプロセッサに取り込み波形解析し、燐光寿命から酸素分圧を求めることができる。ファイバカテーテル型酸素センサをラットの動静脈に挿入して酸素分圧を計測したところ、高精度、短時間応答で本センサの有効性が示された。

ファイバ light guide path にレーザー light を light guide し, その tip part で photochemical reaction に base づ く active acid generation, phosphorescence and phosphorus emission をThe therapeutic and diagnostic effects of the treatment and diagnosis of the disease are two types of thin-diameter カテーテル・レーザーアプリケータを开発した. (1) Single light-guiding light-receiving complex light-receiving concentric optical system (diameter 3mm), Nd: YAG light-receiving 2nd high modulated wave (Nd: YAG-SHG, wavelength 532nm, half width 6nsec, frequency 10Hz) (Photodynamic Diagnosis & Therapy: PDD&PDT) is provided. Tumor affinity, photoreceptor substance Zn coproporphyrin III, administration of lung small cell carcinoma MS-1, accumulation of cancer cells, time point, Nd: YAG-SHG stimulates the accumulation of photoreceptive substances in cancer cells and produces 578nm light.がradiation され, レーザー irradiation を継続するとactivated acid のproduces によりcell deathがinducing された. His の1つは、(2) 光ファイバ apex にPhotoreceptive substance をドープしたシリコン systemポリマーをUV bonding してセンシング元子とするmolecule・イオンセンサである. The light-guiding light-receiving light-receiving light-conducting light-receiving light source is a combination of the same light source (diameter 1mm) and a hand element that excites the light source and the high-sensitivity light emitter. Measurement of acid content in biological tissues Pd acidic acid The transmittance is high and the light is high. Nd : YAG-SHG するとPd ポルフィリンから wavelength 620nm の燐光がradiation されるが、Pd ポルフThe ィリンに acid molecule is bonded and the extinction molecule is the same, the intensity of the light is small, and the life of the light is short. The phosphorus attenuation waveform (Stern-Volmer formula) is determined by the PC プロセッサにtaken by り込み waveform analysis, and the phosphorus lifetime is determined by the acid element pressure analysis.ファイバカテーテル type acid element センサをラットのarteriovenous insertion して acid element pressure divider It is a high-precision, high-precision, short-time answer based on the effectiveness of measurement and measurement.

项目成果

南谷晴之,松本邦裕,金敬昊: "薄膜導波路型バイオケミカルセンサ-グルコースおよびコレステロール濃度測定の高感度化と時間短縮化-"電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌). Vol.121-C No.2. 445-453 (2001)

Haruyuki Minamitani、Kunihiro Matsumoto、Takahiro Kim：“薄膜波导型生化传感器 - 葡萄糖和胆固醇浓度测量的灵敏度更高、时间更短” IEEJ Transactions C（电子、信息和系统部门期刊）第 121 卷 -C 第 2 期。 445-453（2001）

T.Nagao, K.Matsuzaki, M.Takahshi, Y.Imazeki, H.Minamitani: "Quantitative analysis for intracellular distribution of photosensitizer using confocal laser scanning microscope"IEICE Transactions on Information and Systems. Vol.E85-D, No.1. 152-159 (2002)

T.Nagao、K.Matsuzaki、M.Takahshi、Y.Imazeki、H.Minamitani：“使用共焦激光扫描显微镜对光敏剂的细胞内分布进行定量分析”IEICE 信息与系统交易。

松崎和喜, 長尾朋和, 高橋未帆, 関塚永一, 大塩力, 南谷晴之: "光化学治療の殺細胞効果におけるカルシウムイオン動態の解析"第10回バイオイメージング学会学術講演会要旨集. 2001. 140-141 (2001)

Kazuyoshi Matsuzaki、Tomokazu Nagao、Miho Takahashi、Eiichi Sekizuka、Riki Oshio、Haruyuki Minamitani：“光化学疗法细胞杀伤作用中的钙离子动力学分析”生物影像学会第十届学术会议摘要。140-。 141（2001）

Y.Imazeki, T.Nagao, E.Sekizuka, C.Oshio, H.Minamitani: "Analysis of platelet thrombus formation mechanism by photodynamic therapy-Influence to VSD effect by leukocytes"Microcirculation Annual. 2001. 93-94 (2001)

Y.Imazeki、T.Nagao、E.Sekizuka、C.Oshio、H.Minamitani：“光动力疗法血小板血栓形成机制分析-白细胞对VSD效应的影响”微循环年鉴。

塚田孝祐, 長谷憲多朗, 関塚永一, 大塩力, 南谷晴之: "光励起による臓器微小循環の血流動態および酸素分圧計測"電気学会論文誌C. Vo1.121-C, No.9. 1415-1421 (2001)

Kosuke Tsukada、Kentaro Hase、Eiichi Sekizuka、Chikara Oshio、Haruyuki Minamitani：“通过光激励测量器官微循环中的血流动力学和氧分压”，日本电气工程师学会会刊 C. Vo1.121-C，No .9.1415-1421（2001）