Safety and efficacy of photoelectric dye-coupled polyethylene films (Okayama University-type retinal prostheses)

• Project/Area Number: 18591922
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Ophthalmology
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: MATSUO Toshihiko Okayama University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (90211565)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): UCHIDA Tetuya 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 講師 (90284083)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,880,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2008: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2007: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 人工網膜 / 光電変換色素 / ポリエチレン・フィルム / 安全性 / 網膜神経細胞 / 網膜色素上皮細胞 / 光 / ラット / RCSラット / ラット行動実験 / ラット視覚 / グレア細胞 / 網膜 / 免疫組織化学染色 / 網膜色素変性症 / 有効性

Research Abstract

光電変換色素をポリエチレン・フィルムに結合した人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の試作品は、網膜神経細胞や網膜組織を刺激し、人工網膜として機能することを示してきた。この研究では、人工網膜の機能と安全性について検討した。人工網膜表面に培養した網膜神経細胞は、光刺激に反応して、細胞内カルシウムイオンの上昇をきたすことを明らかにした。また、素材として、ポリエチレン・フィルムの結晶状態を変えると、グリア細胞が付着しにくい人工網膜を作成することが可能になった。安全性としては、人工網膜の素材として使っている光電変換色素は、光照射下でも網膜神経細胞や網膜色素上皮細胞に対して毒性がないことを証明した。また、人工網膜をラット眼球の網膜下へ埋め込む手術方法を開発し、その組織反応を調べた。その結果、グリアの増殖反応はみられるが、網膜神経細胞に対しては悪影響を及ぼさないことが判明した。網膜色素変性症のモデルラット(RCSラット)の眼球内の網膜下に人工網膜を埋め込むと、失明状態から視覚を回復させることを、ラットの行動実験から明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Glial reaction to photoelectric dye-based retinal prostheses implanted in the subretinal space of rats (2008)
  • Author(s): Tamaki T, Matsuo T, Hosoya O, Tsutsui KM, Uchida T, Okamoto K, Uji A, Ohtsuki H
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs 11 Pages: 38-44
  • NAID: 10024153181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ohtsuki H Short-term biological safety of a photoelectric dye used as a component of retinal prostheses (2008)
  • Author(s): Okamoto K, Matsuo T, Tamaki T, Uji A
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs 11 Pages: 45-51
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Short-term biological safety of a photoelectric dye used as a component of retinal prostheses (2008)
  • Author(s): Okamoto K, Matsuo T, Tamaki T, Uji A, Ohtsuki H
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs 11 Pages: 45-51
  • NAID: 10024153200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Glial reaction to photoelectric dye-based retinal prostheses implanted in the subretinal space of rats (2008)
  • Author(s): Tamaki T, Matsuo T, Hosoya O, Tsutsui KM, Uchida T, OkamotoK, Uji A, Ohtsuki H
  • Journal Title: Journal of Aritificial Organs 11 Pages: 38-44
  • NAID: 10024153181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Short-term biological safety of a photoelectric dye used as a component of retinal prostheses (2008)
  • Author(s): Kazuo Okamoto, Toshihiko Matsuo, Takayuki Tamaki, Akihito Uji, Hiroshi Ohtsuki
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs 11 Pages: 45-51
  • NAID: 10024153200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Glial reaction to photoelectric dye-based retinal prostheses implanted in the subretinal space of rats (2008)
  • Author(s): Takayuki Tamaki, Toshihiko Matsuo, Osamu Hosoya, Kimiko M Tsutsui, Tetsuya Uchida, Kazuo Okamoto, Akihito Uji, Hiroshi Ohtsuki
  • Journal Title: Journal of Artificial Organs 11(印刷中)
  • NAID: 10024153181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 視機能再生工学. 光電変換色素をポリエチレン・フィルムに固定した人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の開発 (2007)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Journal Title: BRAIN and NERVE 59 Pages: 331-338
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ohtsuki H Intracellular calcium response and adhesiveness of chick embryonic retinal neurons to photoelectric dye-coupled polyethylene films as prototypes of retinal prostheses (2006)
  • Author(s): Uji A, Matsuo T, Uchida T, Shimamura K
  • Journal Title: Artificial Organs 30 Pages: 695-703
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 岡山大学方式の人工網膜の試作品. 光電変換色素をポリエチレン・フィルムに固定した人工網膜の開発 (2006)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Journal Title: 画像ラボ 17 Pages: 36-40
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intracellular calcium response and adhesiveness of chick embryonic retinal neurons to photoelectric dye-coupled polyethylene films as prototypes of retinal prostheses. (2006)
  • Author(s): Uji A, Toshihiko Matsuo, Uchida T, Shimamura K, Ohtsuki H
  • Journal Title: Artificial Organs 30.9 Pages: 695-703
• [Journal Article] 岡山大学方式の人工網膜の試作品 光電変換色素をポリエチレン・フィルムの固定した人工網膜の開発 (2006)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Journal Title: 画像ラボ(日本工業出版) 17.9 Pages: 36-40
• [Presentation] シンポジウム「網膜を材料にした多角的アプローチにより組織細胞の姿を知る」. 人工網膜からみた網膜神経細胞の機能 (2009)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Organizer: 第114回日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] スペシャルセッション「日本発 人工臓器」. 光電変換色素を使った人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の評価方 (2008)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-11-28
• [Presentation] スペシャルセッション「日本発 人工臓器」光電変換色素を使った人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の評価方法 (2008)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Organizer: 第46回日本人工臓器学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-11-28
• [Presentation] オーガナイズドセッション「ニューロエンジニアリング」. 光電変換色素を使った人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の安全性および機能性評価 (2008)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Organizer: 第47回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Presentation] オーガナイズドセツシヨン「ニューロエンジニアリング」光電変換色素を使った人工網膜(岡山大学方式人工網膜)の安全性および機能性評価 (2008)
  • Author(s): 松尾俊彦
  • Organizer: 第47回日本生体医工学会大会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2008-05-09
• [Remarks]
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/opth/retina/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/opth/retina/index.html