長期間の臨床使用可能な高感度皮下グルコースセンサーの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555560
• Section: 試験
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 須藤 雅夫 静岡大学, 工学部, 教授 (80154615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 辰生 日機装(株), 静岡製作所, 主事(研究員) ; 木村 泰三 浜松医科大学, 医学部, 助教授 (80114461) ; 原田 幸雄 浜松医科大学, 医学部, 教授 (00010380) ; 木村 元彦 静岡大学, 工学部, 講師 (20195382)
• Keywords: グルコースセンサー / 血糖値 / 皮下組織 / マイクロダイアリシス / 透析膜 / 生体適合性 / ナフィオン / タンパク質吸着

Research Abstract

血管内留置及び皮下埋め込み式グルコースセンサーを用いた人工膵臓システムの開発が行われ始めた。しかし現状ではセンサー最外層膜へのタンパク質等妨害物の付着によるセンサー機能の劣化などの問題により、その安定性、信頼性を保証することができず、未だ臨床応用には至っていない。そこで最近ではセンサーを直接皮下脂肪組織内に埋め込まず、マイクロダイアリシス法を応用し、皮下組織液のグルコース濃度を間接的に測定する方法が考案されている。
そこで、本研究ではマイクロダイアリシスサンプリング法を用いたグルコースセンサーを作製する目的として、皮下組織内に挿入するマイクロダイアリシス透析プローブに注目し、回収率、生体適合性等の面からグルコース濃度センシングに適したプローブを開発、評価を行った。同時に生体情報である皮下組織内の物質移動係数を求めin vitroと比較した。皮下組織内のグルコース濃度と血糖値との関係も実験により明らかにした。また、マイクロダイアリシスプローブ透析膜に各種高分子中空糸膜及びNafion、MPC表面処理膜を用いたときの長期安定性のin vitro実験での比較を行った。
再生セルロースは150時間後には70%にまで低下した。同様にエチレンビニルアルコール、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、ポリメチルメタクリレートはそれぞれ55%,72%,68%,69%にまで低下した。しかしながら再生セルロースに表面修飾を施したプローブ(Nafion膜、MPC膜)は時間に対して低下は見せたものの、その低下は小さく150時間後の回収率の低下はNafion膜は84%,MPC膜は81%にとどまった。
透析膜にNafion、MPCを修飾することにより長期使用による回収率の低下を抑えられることを実験により明らかにした。

Research Products

• [Publications] 佐藤雅夫: "ディスポ-ザブル型血糖値測定センサーの特性と理論展開" 化学工学. 60. 392-393 (1996)
• [Publications] 須藤雅夫: "低温プラズマ重合によるアクリル酸及びフッ素系スルフォン酸荷電膜の合成と輸送" 繊維学会誌. 52. 110-115 (1996)
• [Publications] 須藤雅夫: "水晶発振子に被覆された高分子薄膜へのタンパク質吸着のin situ評価" 膜(Membrane). 21. 74-81 (1996)
• [Publications] 須藤雅夫: "皮下組織内グルコース測定のためのマイクロダイアリシス法の開発" 化学工学シンポジウムシリーズ. 55. 13-16 (1996)
• [Publications] 須藤雅夫: "電流応答速度を指標とする尿酸センサーの開発と理論展開" 化学工学シンポジウムシリーズ. 55. 55-58 (1996)
• [Publications] 須藤雅夫: "Effect of diffusion and reaction within enzyme membrane on output current of a diaposable monitor of blood glucose" Proceedings of ICOM-96. 780-781 (1996)