| Project/Area Number |
21H04951
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
TANAKA Tetsu 東北大学, 医工学研究科, 教授 (40417382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
木野 久志 東北大学, 医工学研究科, 特任准教授 (10633406)
富田 浩史 岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)
清山 浩司 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (60412722)
菅野 江里子 岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥41,730,000 (Direct Cost: ¥32,100,000、Indirect Cost: ¥9,630,000)
Fiscal Year 2023: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2021: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
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| Keywords | 生体医工学 / 医用システム / 人工網膜 / 三次元集積回路 |
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| Outline of Research at the Start |
高齢化に伴い急増する網膜疾患による失明患者の視覚を工学的手法で再建する新しい人工網膜を開発します。光電変換素子と視覚情報処理回路等を積層した三次元積層人工網膜チップを微小ピクセルチップに分割して、フレキシブル配線で網状に高密度一括で接続します。それを網膜の中心窩及び周辺部に広く分散配置することによって、広い視野の実現を目指します。微小ピクセルチップの連結で柔軟性を発現させるため、網膜細胞への侵襲性が非常に小さい人工網膜が実現できると考えています。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have successfully developed technologies to fabricate a minimally invasive pixel-dispersed, fully implantable retinal prosthesis. This includes fabricating 3D-stacked artificial retinal chips with visual information processing functions similar to humans, TXV technology to connect the pixel chips in a dense network of flexible wires, and long-term implantation evaluation of flexible substrates with metal wires. By dispersing these 3D-stacked artificial retinal pixel chips in the central fossa and its periphery, minimal invasiveness and 160° viewing angle can be achieved, enabling patients to recognize letters and objects with high precision while utilizing their cornea, lens, and eye movements. In the future, we plan to verify the wide viewing angle and intraocular implantation by flexibly distributed connection of many pixel chips ranging in size from tens to hundreds of microns.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
今回開発した技術によって、使用者は自身の角膜や水晶体、眼球運動を利用しながら広視野・高解像・高機能・極低侵襲の視覚を再建でき、文字や物体を高精度で認識できる。このような人工網膜は世界に類例がなく、独自性と創造性は極めて高い。本研究は半導体工学を駆使して生体神経システムの構造と機能を探究し、生体と機械を綜合した新機能システムを創製する「半導体神経工学」を深化させる研究であり、高QoL(Quality of Life)のピクセル分散型完全埋植人工網膜を開発することは本格的前臨床試験の足がかりとなる。
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