宇宙環境における尿路結石破砕治療の開発にむけた基礎的研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16741
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 阪野 里花 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (20600753)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 尿路結石 / 体外衝撃波結石破砕 / ハイドロフォン / 宇宙飛行

Outline of Annual Research Achievements

宇宙空間では、微小重力の影響で骨吸収が生じ、尿中カルシウム排泄の増加によって尿路結石形成リスクが増大すると考えられている。私たちは、骨吸収阻害剤ビスホスホネートが微小重量による骨密度の低下と結石形成を予防することを、日本宇宙航空研究機構(JAXA)との共同研究にて証明した。宇宙空間で形成された尿路結石に対する外科的治療法が検討されたことはない。本研究では、小型化体外衝撃波結石破砕装置 (compact ESWL)を用い、宇宙空間での尿路結石手術を確立し、この成果を地球上での新たな手術療法として発展させることを目指す。
本年はcompact ESWLの開発が主目的であった。これは腱膜炎治療用衝撃波装置Ariesを用い、まずは結石破砕実験 (地上実験)を行うものであるが、Ariesは衝撃波収束能がないため、音響レンズを用いたcompact ESWLとしての開発を目指すのであった。これを用い焦点部での衝撃波強度を水中衝撃波測定装置(ハイドロフォン)で測定するという予定であった。
しかし、compact ESWL機器製造メーカーの開発担当者の意見ならびにAriesの器械特性から、衝撃波を収束させるための音響レンズの開発はことであると判明した。このためまずは患者治療用のESWL(体外衝撃波結石破砕)機器 Gemini（Dornier MedTech）の衝撃波調整シミュレーターを用いたモデルストーン（炭酸カルシウム）の破砕実験環境をメーカーへの許諾を受けて構築した。さらに衝撃波強度を測定するため、衝撃波研究を行っている共同研究者（東北大学・名古屋工業大学）およびESWL機器メーカーのメンテナンス担当者と共同し、ハイドロフォンによる衝撃波強度モデルの確立を行った。
現在は、衝撃波測定に適したオシロスコープの選定、測定環境の確立を行っている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

現行機種を改良しての破砕モデル構築の予定であったが、結石破砕のための衝撃波収束機能の付加が困難であると判明し、現在小型衝撃波装置の作成メーカーの選定まで計画が後退した。
まずは衝撃波強度測定のための手法構築を行っている。

Strategy for Future Research Activity

小型衝撃波装置を設計・作成のための共同研究団体・メーカー選定を行う。
並行して衝撃波測定モデルの構築を行って行く。
アドバイザーとして宇宙飛行経験者からのヒアリングを行い、衝撃波の工学系研究者との共同研究を進める。

Causes of Carryover

研究課題に必要なオシロスコープに不具合が生じて、一時研究が中断した。オシロスコープを修理、あるいは買い換えを検討して、計画に沿った宇宙環境における尿路結石破砕治療の開発のための研究を続けていく。