2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of closed-loop system of deep brain stimulation using sensor by molecularly imprinted polymer
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17H02088
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉見 靖男 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (30267421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
六車 仁志 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20309719)
氷見 直之 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70412161)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 分子インプリント高分子 / パーキンソン病 / モデルラット / イメージング / センサ / 脳深部電気刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は昨年度に続き、分子インプリント高分子（MIP）によるドーパミンセンサの選択性の向上を試みた。従来のモノマーのメタクリルアミドボロン酸、メタクリル酸、ジビニルベンゼンに加えて、アリルアミンカルボキシプロピオニックフェロセン（ACPF）をグラファイト粒子表面にドーパミンの存在下でグラフト共重合させたものでペースト電極を作製した。この電極における選択性は、ACPFなしで作製したものよりも高かったが、生体内のドーパミンを識別できるだけの選択性は確認できなかった。ドーパミン、アセチルコリン、セロトニンなど伝達物質は電気化学活性を有するため、電気化学分析は困難と考えられた。前年度までに特異結合に伴って蛍光強度を変化させるMIPのナノ粒子を開発した。当該年度は、シランカップリング剤を介してガラス板表面に蛍光MIPのナノ粒子を固定したところ、鋳型との特異反応に伴って蛍光強度を著しく変化させる現象が見られた。このナノ粒子は選択性の高いオプティカルセンサに期待できることが確認された。
また、DBSによりPDモデルラットの運動機能に改善が見られる電気刺激条件を検討した。前年度までの検討により刺激条件としてインターバル刺激が運動改善に有効であることが示された。当該年度はインターバル刺激を行うと同時に刺激電極より刺激間における視床下核の活動を記録し、ニューロン活動が変化している証拠を得ようと試みた。しかしPD側と健常側で視床下核の活動頻度に有意な差は見られなかった。本研究では視床下核全体から記録したことが左右差が見られなかった要因と考えられ、今後はスライス標本を用い、視床下核の単一ニューロンレベルの記録を行う必要があると考えられた。スライスをオプティカルセンサに貼り付けて、各種伝達物質の分泌不全と電気刺激の改善をイメージングによって検出する方針である。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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