組織破壊特性を考慮した膵液漏防止ステープラーデバイスの研究
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23K25225
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| Project/Area Number (Other) |
22H03971 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90130:Medical systems-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 英津子 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20345268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富井 直輝 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (00803602)
石沢 武彰 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10422312)
長谷川 潔 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (20292906)
稲井 邦博 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30313745)
赤木 友紀 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40782751)
牛久 哲男 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (60376415)
金 大永 神奈川工科大学, 健康医療科学部, 教授 (60461860)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | コンピュータ外科 / 治療デバイス / 低侵襲手術 / 組織損傷 / 膵液漏 / 低侵襲手術支援デバイス / 手術支援ロボット |
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| Outline of Research at the Start |
膵臓がんに対する治療法として膵体尾部切除術が広く行われている。この手術は一般的に直線型のステープラーを用いて膵臓の離断とシーリングを行っている。本手法は比較的簡単、迅速、安全と言われているが、膵液が漏れ出る膵液漏が高い確率で発生する。膵液漏は重大な合併症を引き起こす可能性があり、大きな問題となっている。そこで本研究では、「膵液漏の防止が可能なステープラーデバイスの実現」を目標とし研究を行う。具体的には、ステープラーによる圧縮で生じる膵臓組織損傷のメカニズムの解明と膵液漏を防止するステープラー型圧縮デバイスの制御法を提案することを目的として研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、研究項目① 膵臓破壊モデル構築、研究項目② 組織破壊を防止するステープラー型圧縮デバイスの開発と評価、という2つの項目についてそれぞれ研究を進めた。研究項目① 膵臓破壊モデル構築においては、以下の2項目を実施した。(i)ブタ摘出膵臓を用いた破壊試験：微細切片による厳密な実験を通じて組織損傷から膵液漏が発生する条件の解明を目指すべく、ブタ摘出膵臓による破壊実験を行った。膵臓を直径10mの円筒形状に切断し、圧縮試験を実施したが、破壊現象が見られなかった。 そこで、新たに膵臓破壊モデル化を進めるべく、圧縮時の膜組織の変形計測手法を検討し、初期的検討を実施した。(ii)剖検膵によるデータ解析：これまで福井大学にて収集してきた剖検膵での圧縮破壊データ解析を実施した。解析の結果、圧縮時に計測される後期弾性率と破壊エネルギに相関がみられた。本解析結果については現在論文執筆中である。
研究項目② 組織破壊を防止するステープラー型圧縮デバイスの開発と評価については、(i)臨床に利用可能な、弾性率計測手法を東京大学医学部と決定し、準備を進めた。具体的には、対象とする疾患を決定し、摘出から圧縮、病理切片制作までの時間を極力低減するための圧縮実験プロトコルを決定し、東京大学倫理委員会申請を行った。圧縮実験装置としては、すでに開発した簡易圧縮実験装置を利用することとし、倫理委員会承認後ただちに実験を実施する予定である。さらに、簡便で正確な初期弾性率と破壊エネルギが計測可能な圧縮制御装置の基本設計を行い、モータやセンサ等の必要部品の選定を行った。制御装置に関して２年目に詳細設計・開発を行い、基本性能評価および摘出膵臓における評価を実施する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
微小切片を作り、厳密な実験を通じて組織損傷から膵液漏が発生する条件の解明を目指すべく実験を実施したが、破壊現象を観察することが困難であった。そこで、新たに膵臓破壊モデル化を進めるべく、圧縮時の膜組織の変形計測手法を検討し、初期的検討を実施した。
臨床摘出臓器における試験については医学部と詳細に検討を進め、倫理委員会の申請を行った。倫理委員会の承認には時間がかかるが、順調に進んでおり、2023年には実験が開始できる見込みである。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記にも述べた通り、微小切片での実験は予想に反し破壊条件を再現することが困難であったため、すい臓全体のモデルを再考することとした。
その他、剖検膵でのデータの解析、臨床で摘出臓器での計測、圧縮計測装置の開発は計画通り今後も進めていく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
