高造影・低負担の両立に向けた新発想のX線・CT造影剤設計［信州大学・繊維学部］

高ヨウ素×安全性向上

浸透圧・粘度のトレードオフを背景課題として、分子設計により緩和し、X線・CT造影検査の安全域拡大を目指す高ヨウ素造影剤候補です。

造影剤が抱えるトレードオフ

既存のヨウ素造影剤では、一般に「低浸透圧化」を狙うと「高粘度化」につながり、製剤・投与設計の制約になり得ます。

このような背景から、高造影（高ヨウ素）と低負担（物性・安全性）を同時に狙う分子設計が求められています。

ヒドロキシル化ヨウ素化ボロンクラスター

本技術は、ヨウ素化ドデカボレート骨格に対し、OH基を段階的に導入（例：1–3個）して、クラスターの性質（例：カオトロピック性）を調整し、膜透過性と生体適合性のバランスを分子設計で最適化する設計思想です。

特長

1) 分子設計の新規性：OH基数で“性質をチューニング”

段階的なヒドロキシル化により、“強い膜透過性”と“高い生体適合性”の両立点を探索可能な設計フレームを提供します。

Figure 1：分子設計コンセプト

• (a) ドデカボレート骨格（B₁₂H₁₂²⁻）
• (b) Hが I と OH に置換された系列（例：B₁₂I₁₁OH²⁻ / B₁₂I₁₀(OH)₂²⁻ / B₁₂I₉(OH)₃²⁻）OH基数を増やしてクラスターの相互作用（カオトロピック性）を調整し、膜透過性と生体適合性のバランス点を探索する。

2) 高ヨウ素密度を狙える骨格

[B₁₂I₁₂]²⁻ は高いヨウ素含量と水系での溶解性を背景に、ヨウ素系X線造影剤として検討されてきた一方で、強い毒性が課題とされています。本技術は、この課題に対して「骨格は維持しつつOH導入で性質を調整する」というアプローチをとります。

3) in vitroでの安全性改善

論文では、[B₁₂I₁₂]²⁻ が「膜透過性は高いが細胞毒性が高い」一方、段階的なヒドロキシル化により生体適合性とのバランスが改善することが示されています。

Figure 2：細胞毒性

HeLa細胞（代表的ヒト細胞株）を用いたin vitro評価。段階的ヒドロキシル化により、細胞毒性の傾向が改善することを確認。
※Control＝クラスター無添加の条件名。