2007 Fiscal Year Annual Research Report
患者自身で発作をコントロールできる完全埋込型てんかん発作制御装置の開発
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19659359
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山家 智之 Tohoku University, 加齢研究所, 教授 (70241578)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
白石 泰之 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00329137)
佐藤 文博 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60323060)
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| Keywords | てんかん / 人工内臓 / 経皮電力伝送 / 電子冷却素子 / 最適熱設計 |
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| Research Abstract |
本研究計画の目的は、全世界の人口の0.5〜1.5%(約六千万人前後)の有病率を持つと報告される全人類にとっても最も重要な疾患の一つである「てんかん」の発作を、患者が自分で発作をコントロールすることができる全く新しい人工内臓「完全埋込型てんかん発作停止装置」の開発である。そのために、外科的な病巣切除とは根本的に異なる安全な治療方法としてのナノテク経皮伝送技術などを応用したてんかん発作停止装置の発明に至り、東北大学、ミシガン大学などと協同で、既に特許申請も行った(特願2005-291008)。システムは、ペルチェ素子等の電子冷却素子等を応用した体内冷却部とヒートシンクでナノレベル最適熱設計を行ったてんかん停止装置本体、装置にエネルギーを供給する経皮エネルギー伝送システム、及びナノDLCセンサ等を用いたコントローラとしてのてんかん発作診断装置より構成される。最適熱設計により病巣の最適の冷却を行うことができ、電子冷却素子では必ず問題となる反対側の熱の発生も、経皮エネルギー伝送システムを兼ねた対側のヒートシンクの最適熱設計によって完全に予防できる極めて安全性が高いシステムである。
本年度試作したシステムは、体外の一次コイル及び電源ユニット、皮下にペースメーカのように埋め込まれる二次コイルを兼ねた精密な熱設計計算を行って熱放散を最小に最適化したヒートシンク、及びてんかんの焦点である病巣を冷却するペルチェ素子などを応用した電子冷却素子デバイスから構成され、冷却素子デバイスは、小切開を介して頭蓋内に一部挿入され、病巣を冷却する。ヒートシンクを兼ねた二次コイルは、頭蓋骨外でペースメーカのように皮下に置かれる。この方法論に採用により、最小限の侵襲でデバイスの埋め込みが可能になる。更に、デバイスは頭蓋骨に固定されるので、脳組織を傷害させる危険は極めて少ない安全性の高いものとなった。
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