人工内耳周波数分解能向上のための技術開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09882
• Research Institution: Research Institute, Shiga Medical Center
• Principal Investigator: 扇田 秀章 滋賀県立総合病院(研究所), その他部局等, 専門研究員 (20761274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 昌宏 滋賀県立総合病院(研究所), その他部局等, 専門研究員 (80773811) ; 伊藤 壽一 滋賀県立総合病院(研究所), その他部局等, 特任上席研究員 (90176339)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 人工内耳 / ラセン神経節 / 神経突起 / 神経成長因子

Outline of Annual Research Achievements

人工内耳の周波数分解能を向上させるため、人工内耳の電極とラセン神経節細胞を近接させる必要がある。その目的のため、本研究ではラセン神経節細胞の神経突起を伸展させる方法を用いることとしている。神経突起を進展させる方法としては、有毛細胞を障害後に、蝸牛の鼓室階に神経成長因子の徐放を行い、神経突起を誘導する手法をとる予定である。
神経成長因子を鼓室階内に徐放するため、浸透圧ポンプをモルモットの体内に留置し、微細なオリジナルのカニューレを用いて、鼓室階内に神経成長因子の投与を行うこととした。神経成長因子の徐放を行うため、2週間～4週間程度ポンプを留置する必要があるが、長期間にわたり浸透圧ポンプをモルモットの体内に留置するとポンプ周囲やカニューレ周囲に細菌感染や炎症等を生じることが多い。今年度は長期間にわたり、浸透圧ポンプをモルモットの体内に留置するための手技を確立することとした。また、薬液が確実に蝸牛内に到達しているかを確認するため、蝸牛障害をきたす薬品を注入することとした。浸透圧ポンプはAizet社の浸透圧ポンプを用いて、蝸牛内に薬品を注入するためのカニューレについては、微細な熱収縮チューブを用いて、自作を行った。また、ポンプを埋め込むための手術操作は無菌的に行い、自作のカニューレについては、使用前にオートクレーブを用いて滅菌を行った。同ポンプをモルモットに埋め込みを行い、2週間後にABRを用いて、聴力の評価を行った上で、蝸牛を採取した。蝸牛を採取する際に、ポンプ周囲や課ニューれ周囲の状態を確認したが、炎症や感染の兆候は見られなかった。また、ポンプ埋め込み直後は聴力の低下がほとんど見られなかったが、2週間後には十分な聴力障害を認めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度の研究により、浸透圧ポンプを用いた、蝸牛内への薬品投与方法が確立された。具体的にはAlzetの浸透圧ポンプを用いた。カニュレ先端には、微細熱収縮チューブを利用して、蝸牛内に挿入可能なカニュレを作成した。それらの投与装置を用いて、ジゴキシンの投与を行い、蝸牛に傷害が与えられるか確認した。ジゴキシンの投与により、聴力閾値の上昇を認め、また、組織検査では有毛細胞及びラセン神経節細胞の傷害を認めた。有毛細胞のみを障害する方法としては、カナマイシンとフロセミドを投与する方法を使用予定である。カナマイシンを筋注する従来の方法では、傷害の程度にばらつきが大きくなるが、今回、カナマイシンとフロセミドを同時に静注することにより、傷害の程度を安定させることができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は浸透圧ポンプを用いて、カナマイシンとフロセミドを用いて、有毛細胞障害後のモルモットに、神経成長因子を投与を行い、ラセン神経節細胞の神経突起が、鼓室階方向に伸展するかを確認予定である。神経成長因子として、BDNFやNT3を使用予定である。神経成長因子の投与を行った後に、蝸牛を摘出し、組織学的に神経突起の伸展の有無を確認する予定である。

Causes of Carryover

浸透圧ポンプ留置手技が予定より、容易に確立ができたため、浸透圧ポンプや薬品の購入費用が少なくて済んだ。また、コロナ流行の影響により、学会が中止になる等して、予定していた学会に参加することができなかったため、学会参加に要する費用が不要となった。