光線力学的治療（PDT）は悪性腫瘍に対する有効な治療法として認められているが，治癒率向上に向けて，治療効果の高い光感受性物質の開発が進められている．光感受性物質は一般的に凝集性が強く，高濃度に集積した場合，PDT効果は著しく減弱する．そこで我々は，光感受性物質の凝集を大幅に抑制しエネルギー消光を抑えるためのデンドリマー構造と，腫瘍特異的な集積性を可能にするための高分子ミセル構造とが付加された新たな光感受性物質を開発し，悪性腫瘍に対する効果的なPDT薬剤として確立することを目指して研究を続けている．予備実験を通じて，優れた抗腫瘍効果を確認しており，本物質は新たな光感受性薬剤として大きく期待される．

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薬物の経皮吸収促進手法の一つとして，パルスレーザー照射による，バリヤー機能を有している角質層の除去がある．しかしながら，角質除去は外界からの異物混入が危惧されることから，治療の低侵襲化を十分に満たしているとは言えない．そこで，我々はレーザー照射による角質層除去を起こさない低侵襲な経皮吸収促進手法の確立のため，皮膚中のアミド基の吸収ピークに着目したレーザー波長を選択し，その有効性を示した．ヘアレスマウススキンを照射対象に，鎮痛効果のあるリドカインを使用薬物とした．薬物促進評価法としてHPLCを用いた．光源は照射波長をそれぞれ6.1，6.3，6.45μmに設定された中赤外自由電子レーザー（MIR-FEL: Mid-infrared Free Electron Laser）であった．照射パラメーターは，各波長それぞれ，1パルスあたりの照射エネルギー密度が0.5J/cm²，照射時間が1スポットあたり5secであった．レーザー照射後リドカインを添加し，添加後30分，90分のリドカイン透過速度及び透過量をHPLCにて測定した．30分では，各照射波長で非照射に比べ約10倍の透過速度及び透過量を示し，90分では非照射にくらべ約2倍の値を示した．また，照射後の対象の切片画より，角質層の存在を確認した．このことから，生体組織中のアミド基の吸収ピーク波長である6.0μm帯の中赤外光パルスレーザーは，低侵襲な経皮吸収促進手法として期待できる．

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光線力学的診断（PDD）用新規ランプ光源装置の開発を目的に，新たに水銀ランプおよびヨウ化ガリウム，ヨウ化カリウムあるいはヨウ化ルビジウムとを封入したメタルハライドランプを作製し，それらを備えたファイバ型ランプ光源装置（Hg光源装置，Ga光源装置，K光源装置およびRb光源装置）の光学的特性および蛍光発光能を測定するとともに，5-アミノレブリン酸（ALA）を用いた悪性脳腫瘍の摘出術中PDDにおける有用性を評価した．その結果，405±10nmにおける放射照度は，Rb光源装置＜K光源装置＜Ga光源装置＜Hg光源装置であった．このとき，Hg光源装置（電気入力：150W）の放射照度は，既存のPDD用光源装置であるキセノンランプ光源装置（電気入力：300W）の放射照度より約10倍高かった．さらに，プロトポロフィリン IX（PpIX）溶液の蛍光強度を測定したところ，Hg光源装置が最も高い蛍光強度を示し，放射スペクトルとPpIX溶液の紫外‐可視吸収スペクトルとから得られる全光エネルギー吸収度から示唆される結果と一致した．また，Hg光源装置を，ヒト悪性脳腫瘍患者さんの悪性脳腫瘍2症例の摘出術中PDDに応用したところ，悪性脳腫瘍組織から赤色蛍光が観察され，悪性脳腫瘍組織と正常脳組織との肉眼による鑑別が可能であることがわかった．

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我々はペプチドや糖の高効率切断手段として，真空中にトラップしたイオンに中赤外レーザー光を照射することでより効率よく断片化させ解析する手法を用いた．この実験ではフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計（Bruker 4.7 T　FITCR　MS）と赤外領域において波長可変レーザーとして知られている東京理科大にある中赤外自由電子レーザー（FEL－SUT）とを組み合わせ，多光子吸収解離（IRMPD）により得られたフラグメントの波長依存性（5.7－9.3μm）の実験を実施した．ペプチドの解析では，アミドバンド付近でIRMPDによりペプチド結合を切断して生成されるフラグメント・イオンを観測できた．一方，糖鎖のグリコシド結合切断のため効果的にIRMPDを観測する波長域は，8.5～9.3μmの長波長の範囲であることが解かった．これらの基礎的な実験は，自由電子レーザーとFTICR MSの使用により生体高分子などの微量サンプルを対象としてIRスペクトラ取得が可能であることを示している．

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本研究では，レーザーの波長の違いが象牙質に与える影響について調べることを目的として，象牙質の赤外線の吸収波長特性から得られた吸収波長を選択し，照射エネルギー密度を一定にした各々の赤外自由電子レーザーを健全象牙質あるいは脱灰象牙質に照射して，その削除深さと各々の波長の違いが象牙質の構造変化に与える影響について調べた．
その結果，以下の結論が得られた．
健全象牙質では波長9.4μｍは6.4μｍの2倍以上の削除深さが得られたが，脱灰象牙質では9.4と6.4μｍの波長で比較的近似した削除深さが得られた．
レーザー照射後の象牙質表面のSEM所見に関しては，波長6.4μｍでは一部において，脱灰象牙質の表層が除去され，トームス線維様の構造物が顕在化する像が示された．波長9.4μｍでは健全象牙質において脱灰象牙質よりも象牙質表面の凹凸が顕著に認められた．波長10.6μｍでは健全，脱灰象牙質の両者において照射による構造変化は認められなかった．

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細胞や生体分子を対象とした次世代レーザー医療において，レーザーの波長とパルス幅は重要なパラメーターである．自由電子レーザーは，中赤外域において波長可変であり特徴的なパルス構造を持つことから生体組織に対する相互作用を制御することができる．本稿では，大阪大学自由電子レーザー研究施設で行われている自由電子レーザーを利用した動脈硬化治療，経皮吸収促進法，蛋白質機能制御およびパルス制御技術を用いた生体相互作用研究の最新の結果を紹介する．

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