脊髄刺激装置によるfMRIを用いた除痛動物モデルの作成と疼痛緩和刺激法の解明

• Project/Area Number: 21K16682
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 坂野 友啓 浜松医科大学, 医学部附属病院, 助教 (60812328)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 神経障害性疼痛 / 脊髄刺激療法 / 疼痛 / fMRI

Outline of Research at the Start

脊髄刺激療法(SCS)は難治性疼痛によく反応するとされ本邦でも使用されている。しかし、そのメカニズムは明確にわかっておらず、適応疾患に使用しても著効例と不応例があり、その要因はわかっていない。刺激法もさまざま試されているが一定の見解を得ていない。その一因にSCS挿入実験の動物モデルの除痛効果指標がbehavior testのみで評価しており、定量的に評価できていない点がある。そこで、脳神経活動に伴う脳血流変化を画像的に評価し痛みの可視化ができるfunctional MRIを併用した動物モデルを作成し、各種の疼痛モデルに対し除痛効果を検討することでSCSの除痛メカニズムや至適な刺激法を解明する。

Outline of Annual Research Achievements

L7神経根の片側を糸で結紮した坐骨神経結紮モデル１頭で実験をおこなった。神経刺激リードを全身麻酔下で透視下におこない（Day1）、SCS刺激によるbehavior test（Day7）をおこなった。Rate 50Hzでパルス幅0.2msecで固定し、AMPを両下肢後面に対称性収縮が目視できるのを100％とし、その66％程度で刺激を開始した。刺激前は患側65度、健側160度まで膝伸展が可能であった。パルス幅2.5 mS , Rate 50 Hz, AMP 0.1 mAでSCSを10 min刺激後に計測したが患側65度、健側160度とかわらなかったため、AMPを0.3mAにあげたところ患側85度、健側160度と膝伸展の改善を認めた。この状態は刺激後15分まで確認できた。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

実験に用いるカニクイザルの値段がさらに高騰していることbehavior testの結果が思わしくないことが主な原因である。当初予定していた額よりも高額で一頭400万円になっていることから実験動物の確保が困難になっている。また、behavior testでの再現性のとぼしさも要因ともなっている。

Strategy for Future Research Activity

実験頭数の少なさは、他実験で用いたカニクイザルを使用することで補う。当初はオキサリプラチン投与による末梢神経障害モデルでのサルで実験をすすめる予定であったが、坐骨神経結紮モデルで実験をすすめていく。坐骨神経結紮モデルでの結紮の再現性を確認するため、Motor Evoked Potential Monitoringを併用する。