人工筋肉を用いた排便ペースメーカー開発に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557075
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 横山 穣太郎 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (80051407)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平林 健 慶應義塾大学, 医学部・外科, 助手 (40228812) ; 松藤 凡 聖路加国際病院, 小児外科(研究職), 副医長 (80190502) ; 大西 誠人 テルモ(株)研究開発センター開発研究所, 研究員 ; 渡辺 修一 慶應義塾大学, 医学部・生理学, 助教授 (60138120) ; 長田 義仁 北海道大学, 大学院・理学研究科生物科, 教授 (60007804)
• Keywords: 結腸直腸運動 / Giant Migrating Contraction / 形状記憶ゲル / 人工筋肉

Research Abstract

排便に最も関係の深い結腸運動にmass movementと呼ばれる大きな収縮運動がある。これにより腸内容が短時間に肛門側へ移動する。犬ではGiant Migrating Contraction (GMC)と呼ばれる収縮波が排便に深く関わっていることが知られている。今回はこのGMCが結腸、直腸、内肛門括約筋、外肛門括約筋の関連に於いていかなる相関を示すか排便ペースメーカーの作製に重要な基礎データーを収集した。
成犬5頭を用い全麻下に結腸、直腸、内肛門括約筋にstrain gauge transducerを縫着し慢性実験を行った。transducerからのsignalは増幅器、analog digital変換器を介してコンピュウタ-に保存し解析した。測定は通常の飼育環境下で意識下に行った。
測定中36回の自然排便が確認された。このうち72%(26回)は、結腸から直腸または内肛門括約筋へと伝播するGMCを伴っていた。排便に先だって直腸と内肛門括約筋は弛緩し、これに続く直腸の収縮(収縮弛緩の連係)と同時に便は肛門より排泄された。この直腸の収縮弛緩の連係と内肛門括約筋の弛緩運動は83%でみられた。またこの直腸出の収縮弛緩運動が見られた時は必ず便が排泄された。一方、結腸にGMCが出現しても直腸まで伝播しない時は便は排泄されなかった。
排便に極めて関連の深い直腸の収縮弛緩、内肛門括約筋の弛緩をsensorに組み込み、いかに人工筋肉を弛緩させるか次年度の研究課題であり、先ず人工筋肉の生体への移植を行い腸管内容を充満にともなう人工筋肉の開閉をテストすることから次の段階へ進こととなる。