神経細胞培養技術を用いた体内埋め込み型人工網膜開発に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08558097
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 内川 嘉樹 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20023260)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八木 透 理化学研究所, 基礎科学特別研究員 (90291096) ; 児玉 哲司 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (50262861) ; 川瀬 和秀 岐阜大学, 医学部, 助手 (40234067) ; 松島 俊也 名古屋大学, 農学研究科, 助教授 (40190459)
• Keywords: 人工臓器 / 医用材料 / 失明 / 人工網膜 / 人工眼 / 細胞培養 / 神経移植 / ハイブリッド

Research Abstract

様々な医用材料によって、多くの視覚系疾患の治療が可能になった。ところが最も重篤な視覚系疾患ともいえる「失明」を回復させるような治療方法は、いまだ開発されていない。もし失明患者に光覚(光を感じる感覚)だけでも回復させることができれば、大きな助けとなるだろう。そこで我々は、光覚再生を目的とした視覚代用臓器を開発すべく、培養細胞と光電素子からなる「体内埋め込み型人工網膜」の研究を進めている。
我々が作成を試みている人工網膜は、光電素子と、その上に培養される神経細胞とグリア細胞、神経細胞の軸策を高次中枢へ導く末梢神経繊維から構成されている。外界の光信号は光電素子によって電気信号へ変換され、白金電極を通じて細胞群へ与えられる。この信号は神経細胞によって据えられ、さらに高次中枢へと送られる。なおグリア細胞などの支持細胞と神経細胞を共培養することで、神経細胞の軸策成長を促進させる予定である。そして埋め込み手術を容易にするために、前眼部の後眼房に人工網膜を埋め込み、末梢神経繊維を用いて人工網膜と脳の高次中枢を架橋手術し、人工網膜中の神経細胞の軸策を中枢へ導く計画である。以上のように神経細胞を「生きた結線ワイヤー」として用いる点が、この人工網膜の特徴である。
本年度、生体の神経系を電気的に刺激する際に用いる「多点刺激電極」の設計を行なった。この電極は、正負の対になった電極が縦横3x3の格子状に並んでいて、既存のマイクロマシン技術を用いて作成可能である。作成に先立ち、コンピュータによる電極の性能評価を行なったところ、約数マイクロアンペアの電流で神経細胞1個を興奮させること可能であることが判明した。

Research Products

• [Publications] 八木 透,内川 嘉樹: "視覚代用臓器ハイブリッド型人工網膜" TESマガジン(トヨタ技術会発行). 48・3. 70-75 (1998)
• [Publications] 八木 透,内川 嘉樹: "人工網膜とその情報処理" Computer Today 3月号. 84. 16-21 (1998)
• [Publications] Yagi T,Ito N,et.al: "A study in hybrid artificial retina with cultured neural cells and Semicorductor microder" Proc.of lnt'l Joint Couf.on NEural Networks. in press (1998)
• [Publications] Ito N,Shirahata A, et al: "Development of artificial retina using cultued nearal cells and plotoelectric olevice" Proc.of the 4^<th> lnt'l Cont.on Neural lifo.Processing. 124-127 (1997)