Selective inactivation of cancer cells by oxygen plasma activated microbubbles

氧等离子体激活微泡选择性灭活癌细胞

• 批准号: 22K03589
• 负责人: 本橋 健次
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Toyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03589/
• 关键词: 大気圧プラズマ; マイクロバブル; 活性酸素; がん細胞; 選択的不活化

本研究では，大気圧プラズマを点滴液に照射することにより活性酸素種を発生させ，その活性酸素種を閉じ込めた「活性酸素マイクロバブル点滴液」をがん細胞と正常細胞に添加した際の不活化効率を調べることを目的としている。がん細胞は正常細胞より活発に糖代謝するため酸素消費量も多く，活性酸素に対する不活化効果も高いことが期待される。本年度は実験装置の開発と皮膚がん細胞及び皮膚正常細胞を対象とする実験を行った。最初に，市販のマイクロバブル発生装置の気体吸入部に，低周波高電圧の誘電体バリア放電発生装置を取り付けた装置を開発し，これを用いて活性酸素マイクロバブル点滴液を作成し，それを皮膚がん細胞と皮膚正常細胞に添加した際の細胞生存率をプラズマ照射時間を変えて測定した。しかしながら，マイクロバブルの生成に必要な点滴液の流量に対してプラズマ生成のための酸素流量が少な過ぎたため，マイクロバブルの効果が得られなかった。そこで，酸素マイクロバブルを生成してからプラズマ照射を行うことによって活性酸素を生成する方法に変えて実験したところ，皮膚正常細胞に比べ，約半分のプラズマ照射時間で皮膚がん細胞が不活化されることを確認した。すなわち，正常細胞の2倍の効率でがん細胞を不活化することに成功した。この研究成果は2023年3月の応用物理学会にて「酸素マイクロバブルを導入した大気圧プラズマ活性化乳酸リンゲル液による皮膚がん細胞の不活化」という題目で口頭発表した。一方，当初はあらかじめ大気圧プラズマ照射により発生させた活性酸素種をマイクロバブルに閉じ込める計画であったため，酸素マイクロバブルを生成した後に大気圧プラズマ照射で活性酸素化させるこの方法では，十分な効果は得られないと考えられる。この点を解決する必要がある。

This study is aimed at regulating the rate of inactivation in normal cells by increasing the concentration of active acid. The cells are active and metabolize sugar, but the active acids are not active and are expected to increase. This year, the development of skin cells and normal skin cells was carried out. At first, the low frequency and high voltage induction current generator was developed in the gas suction part of the generator, and the active acid drop was prepared. The cell survival rate at the time of addition of skin cells and normal skin cells was measured. The flow rate of the necessary drop solution for the production of the drug is less than that for the production of the drug. The method for producing active acid is confirmed by comparing the normal skin cells with the normal skin cells for about half the irradiation time. The cell activation rate was twice that of normal cells. The research results were presented orally in March 2023 by the Institute of Applied Physics on the topic of "Inactivation of Skin Cells by Introducing High Pressure Activated Lactic Acid Solution." On the other hand, the method of producing active acid by high pressure irradiation is very effective. This is the point where it is necessary to solve.

项目成果

酸素マイクロバブルを導入した大気圧プラズマ活性化乳酸リンゲル液による皮膚がん細胞の不活化

引入氧气微泡的大气压等离子体激活乳酸林格氏溶液灭活皮肤癌细胞

• 发表时间: 2023
• 作者: 宮下拓也;艾 子卓;綾部 龍;吉川祥平;加藤和則;本橋健次
• 通讯作者: 本橋健次