形状記憶合金を用いた人工肛門括約筋

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470375
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 神山 隆道 東北大学, 医学部附属病院, 講師 (50271903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065) ; 山家 智之 東北大学, 加齢医学研究所, 助教授 (70241578) ; 大井 龍司 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50004734) ; 羅 雲 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (40302228)
• Keywords: 人工臓器 / 括約筋 / 形状記憶合金 / 大腸肛門疾患

Research Abstract

初年度、子ブタを用いて腹壁に造設した結腸人工肛門の開閉実験を行い、基本的な埋込手技の確立を達成した。
研究2年目にあたる平成14年度は以下に述べる実験研究を行い、成果を得た。
1)子ブタに人工肛門を造設後、形状記憶合金を腹壁直下に装着し、実験モデルを作成した。前年度の局所感染を教訓とし、シリコンコーティングを施した形状記憶合金を埋め込むことで後述のように長期生存が得られた。
2)前年度の「経皮エネルギー伝達装置による駆動実験」を基礎データに、実際に経皮にてコイルによる電磁誘導ならぴに形状記憶合金の駆動をさせた。開閉が十分可能であること、人工肛門からの排便が可能であることを確認して、完全埋込型人工括約筋として作動させた。
3)形状記憶合金の発熱量の測定結果を基に、臨床応用へ向けて過熱防止のための安全装置を試作した。埋め込まれた温度センサーがリレーにより電流を制御し過熱防止に有効であることが摘出腸管標本からも確認された。
4)以上の基礎実験と得られたデータを元に、30日間の長期生存実験を行った。ブタは実験期間中を健康に過ごし、括約筋は問題なく作動した。ほぼ開閉の度に排便が観察された。
4)実験後の筋膜・腹膜などの生体組織の顕微鏡的検索により、生体へのダメージの程度を測定した。ヒーター周辺には熱反応による瘢痕が認められたが、腸管への影響は殆ど認めなかった。工業製品としての問題点を解決すれば、原理としての人工括約筋は実用に供する物であることが証明された。
以上の研究成果を元に後述する雑誌に成果発表を行った。

Research Products

• [Publications] Yun Luo et al.: "AnAMA artificial anal sphincter actuated by transcutaneous energy transmission systems"Materials Transactions. Vol.43, No.5. 1052-1056 (2002)
• [Publications] 西 功太郎, 他: "形状記憶合金を用いた人工肛門括約筋の開発 第2報"日本小児外科学会雑誌. 38巻3号. 424 (2002)