2004 Fiscal Year Annual Research Report
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15390428
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高山 和喜 東北大学, 先進医工学研究機構, 教授 (40006193)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白根 礼造 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (30206297)
冨永 悌二 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548)
孫 明宇 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00311556)
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| Keywords | 衝撃波医療 / Ho : YAGレーザー / 脳神経外科 / 歪み / 頭部外傷 / 緩衝材 / 医療工学 / キャビテーション |
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| Research Abstract |
本研究は衝撃波の医療応用研究の中でも、未開発分野である頭蓋骨形成誘導に対する初の試みであり、照射周囲部脳保護下に術中頭蓋骨形成衝撃波照射方法を開発することが目的である。
本研究検討課題:
1.脳神経外科手術で応用可能な方法で、骨成長促進効果が得られるかを小動物で検証。2.ヒト頭蓋骨照射を想定した場合の骨の厚さため、高過剰圧狭範囲照射が可能な頭蓋骨照射用衝撃波照射装置の開発。3.衝撃波による脳損傷閾値を同定し、厚みある骨で骨形成促進効果のある衝撃波過剰圧に対応した衝撃波緩衝材の開発。4.衝撃波による頭蓋骨形成促進機序の解明。
検討結果:
1.脳外科開頭手術を想定し、8週令ラット頭蓋骨に骨窓を設け、非照射群、単一回照射群、複数回照射群で比較したところ、回数依存性に骨形成促進効果が得られた。2.従来の脳神経外科顕微鏡手術、内視鏡手術に応用可能として開発を進めてきた中赤外レーザー照射による衝撃波発生方法では、15MPaが限度であったが、これを応用してプラスチック円筒水槽内で電極放電を行うことにより、過剰圧20〜30MPaの局所照射が可能な衝撃波発生装置を開発した。3.衝撃波緩衝材である厚さ0.3mmのGore-Tex人工硬膜における衝撃波減衰効果の機序を検討した。Gore-TexはpTFEの3次元延伸構造で内部に空気層を含有し、衝撃波が内部空気層で干渉、屈曲、減衰を繰り返すことが減衰効果に寄与していることを数値解析、物理実験により検証した。脳組織損傷閾値はラットでの検討を行った。推定過剰圧1MPa程度で脳表近傍血管の破綻が発生とともに周囲の壊死、細胞核の変形が認められた。
以上、現段階では臨床応用は困難であるが、今後20MPa以上の高過剰圧での検討を行うとともに、より高過剰圧に対応した衝撃波緩衝材の開発が望まれる。
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