保坂 直斗, 澤口 冬威, 宮澤 慎也, 江田 廉, 小野木 真哉, 望月 剛, 桝田 晃司

Naoto HOSAKA, Toi SAWAGUCHI, Shinya MIYAZAWA, Ren KODA, Shinya ONOGI, Takashi MOCHIZUKI, Kohji MASUDA

東京農工大学生物システム応用科学府

Graduate School of Bio-Application and System Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology

キーワード :

【目的】
微小気泡は，HIFUに代表される超音波治療の時間短縮や，ソノポレーションを利用した薬物・遺伝子の導入効率向上等，低侵襲治療への応用が提案されている．しかし微小気泡は生体内に注入した途端に拡散してしまうことから，投入量に対する効率改善が課題となっている．我々はこれまで，超音波を微小気泡に作用させ，1次及び2次音響放射力によって人工血管中にて微小気泡の能動的な経路選択ができること［1］，捕捉できること［2］を示してきた．本発表では，これまで定常的であった音場に時間変化を持たせた場合の微小気泡の挙動について，特に局所的な濃度上昇の効果について検討した実験的結果を示す．
【方法】
ポリエチレングリコールモノメタクリレートを原料として作製した直線状の人工血管流路を脱気水で満たされた水槽中に沈め，水槽底部から流路内の関心領域を光学顕微鏡にて観察する実験系を構築した．微小気泡にはF-04E（松本油脂製薬）を用いた．微小気泡の制御のための連続波音場は中心周波数1 MHzの超音波2次元アレイトランスデューサにより形成され，駆動装置は最大10パターンの位相配列を連続的に生成することができる．
【結果】
流路の中心軸から仰角40度，80 mm離れた位置にトランスデューサを配置し，最大音圧200 kPap-pの単焦点の位置が中心軸上を2 mm間隔で連続的に移動する音場を形成した．流速20 mm/sで流れる微小気泡に対し，下流側から上流側へ，焦点位置を1000 ms毎に切り替えた場合の連続写真を図に示す．ここでは流路中に形成した微小気泡凝集体を，流れの方向に逆らって移動させることに成功した．焦点位置の変化を数10 msにまで速めると，凝集体が流路内で捕捉され，移動が困難となる傾向があることがわかった．また，上流側から下流側への凝集体の移動も確認した．このことから，音場形状を時間的に変化させることで，これまで行ってきた微小気泡の動態制御の可能性が拡がることが明らかとなった．
【参考文献】
［1］Ren Koda, et al.: JJAP, Vol.52，07HF13，2013
［2］Naoto Hosaka, et al.: JJAP, Vol.52，07HF14，2013