東洋大学 理工学部応用化学科 分析化学研究室

新薬開発は環境を考慮したやさしいものに。
医薬研究に HAJIME も貢献する。


東洋大学 理工学部応用化学科 分析化学研究室

キャンパス内には教室や図書館のみならず、最先端の研究施設、さらには陸上競技場や各種グラウンドが備えられ、文武それぞれを極める体制が整っています。ここで学べば、幅広い知識と専門性を身につけ、さまざまなニーズに対応できる社会人になれるでしょう。

東洋大学 川越キャンパスは広大な敷地に立派な建屋が立ち並んでいます。
先端的な科学技術の研究開発が行われているその空間に、理工学部応用化学科 分析化学研究室はあります。
研究室の一角に HAJIME が設置され、学生の若い力で新薬開発の新しい未来を目指しています。

分析化学研究室の取り組み
小さなモノづくりと大きな夢

准教授 佐々木直樹 先生

准教授 佐々木直樹 先生(左)は、このマイクロ流体デバイスを用いた分析化学の研究で多くの成果を挙げている。理工学部4年生の林さん(中)と、大学院修士1年生の守谷さん(右)は先生の下で研究に取り組んでいます。

東洋大学 理工学部応用化学科 分析化学研究室では、マイクロ・ナノテクノロジーを用いて生体組織のモデルを作る研究をしています。このモデルを使って薬の効き目を評価するツールを開発し、将来的には新薬開発に貢献するのが目標です。具体的には、がん組織の血管を模倣した「マイクロ流体デバイス」とよばれる装置を作製しており、その過程で HAJIME を使用しています。

がん組織の血管は、健康な血管と違って細胞間の隙間が大きく、ボコボコと小さい穴がたくさん開いています。その穴が開いている状態を特殊なシートで模擬して、血管を模した流路のパターンをもつ樹脂で挟み込むことで、小さな装置を作っています。

マイクロ流体デバイスは
環境に動物に人にもやさしい

作ったデバイスは10種類ほどになる。アクリルの鋳型は大切に保管しており、再度樹脂を流せば量産可能だ。

作ったデバイスは10種類ほどになるそうです。アクリルの鋳型は大切に保管しており、再度樹脂を流せば量産可能です。

デバイスに注入したナノ粒子がどのくらい透過するのか、流路の形状で透過性がどう変わるか顕微鏡で観察。

デバイスに注入したナノ粒子がどのくらい透過するのか、流路の形状で透過性がどう変わるか顕微鏡で観察します。

このマイクロ流体デバイスは、ナノ薬剤(抗がん剤をナノ粒子化したもの)を流すと、ナノ薬剤がどのくらいシートを透過するか、すなわちナノ薬剤が腫瘍でどのくらい血管外に漏れ出るかがわかります。

小さい装置なので短時間で評価が可能です。さらに、使用する試薬は少量ですみますし、廃液も少ない。まさに環境にやさしい評価装置です。また、すべてをカバーできるわけではありませんが、動物実験の代わりにもなりますので、倫理的にもこれからの時代にふさわしいのではないでしょうか。このデバイスを実用化できれば、がんに効率よく薬を届けることができ、人体への副作用も少ない、画期的な新薬の開発が期待されます。

マイクロ流体デバイスの作製は
学生たちと HAJIME で

マイクロ流体デバイスの観察に顕微鏡を用いるため、精密機器のメンテナンスには慣れている。

化学の研究室と聞くと、薬品などをフラスコで混ぜている姿を想像しがちだが、そこで HAJIME が稼働している光景は不思議でもあり名誉でもありました。マイクロ流体デバイスの観察に顕微鏡を用いるため、精密機器のメンテナンスには慣れています。HAJIME のフォーカスレンズ、反射ミラーも新品同様の綺麗さでした。

マイクロ流体デバイスの作製は、主に学生が行っています。どのように作るかというと、血管を模した流路の鋳型をアクリルで作製します。これを樹脂で型どって基板を作製し、貼り合わせてデバイスとします。このアクリルの鋳型を HAJIME を使って作っています。太さ0.5mm程の細いアクリルをレーザーで切り出し、土台となるアクリル板に手作業で貼るという工程で、非常に繊細な作業です。最近では、トーナメント表のようなかなり複雑な形状の流路も作ることができるようになっています。学生の努力の賜物です。その鋳型を型取った樹脂で、先ほどの穴の開いた特殊なシートを挟み込んで接着すれば完成です。

オーダーメイドではない
セミオーダー的新薬開発を

デバイスに組み込むシートの穴の大きさや密度は、自在に変えることができます。従って、例えば検討対象とするがんの種類によって、最適なシートが組み込まれた評価デバイスを選択する、といったことも可能だと思います。もちろん、がん組織の状態は、人それぞれ違います。ある人のがんと全く同一の評価装置を作ることはできませんが、目指しているのはそのようなオーダーメイドではありません。がんの種類によって血管にどのくらい穴が開いているのか、あるいは血管の周りはどうなっているのかは、近年わかってきています。これらを踏まえたモデルを作ることによって、がんの状態をより反映した評価ができると考えています。患者さん1人ひとりの環境を模倣することはできませんが、今までの新薬開発よりも効率的なのは変わりありません。セミオーダー的新薬開発と言ってよいかもしれませんね。

レーザー加工機の導入を検討中の方へアドバイス

レーザー加工機は作りたいものが短時間で作れるのがいいですよね。モノづくりをする上では非常に使い勝手のよい機器だと思います。中でも HAJIME はコストパフォーマンスが素晴らしいです。やりたかったことが実際にできていますし、満足しています。また、操作が簡単であることも購入の決め手でした。図面の作成から加工まで、学生が自在に使いこなしています。HAJIME が開発された時は、私のようなユーザーは想定されていなかったと思います。やってみたいことは試してみるという当たり前のことが、案外大事なのかもしれません。

東洋大学 理工学部応用化学科 分析化学研究室

所在地 〒350-8585 埼玉県川越市鯨井2100 東洋大学川越キャンパス
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