Development of Quick Microvascular Anastomotic Device via Electrocautery Welding of Vascular Wall

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K20678
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 舘 一史 東北医科薬科大学, 医学部, 講師 (40377544)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 微小血管吻合 / マイクロサージャリー / 溶接 / 電気凝固 / 近赤外線カメラ

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，微小血管吻合を電気を電極を通じて，吻合血管断端に電気をながし，2つの血管断端のタンパク変性を生じさせ，それによって「溶接」させることで，血管吻合を達成するための装置を開発することである．これが達成されると，金属やプラスチックなどの異物を体内に残さない微小血管吻合が行えることで小児での使用や，より細い管腔臓器であるリンパ管の吻合に適応できる可能性を開くだけでなく，溶接は瞬時に行われるため，手術時間の大きな短縮につながる．
本年度には，汎用性型の電子基板を自作技術を習得するために，電子基板の作成方法について書籍等を通じて，学習した．電子基板は，薄い伝導体（銅や錫等）を基盤の表面，中層に細かく配置することができるため，小さい構造物で通電が可能な構造を安価につくれるのではないかと考えた．自作できるようにするため，基盤作成ソフトでデザインする技術を習得した．デザインしたものを印刷機にかけて，エッチングすることで，実際の基盤に転写する．また，外注に関しても，多くの知識を必要とするため，電子基板の基礎的な技術に関して学習した．
また，これと同時に，血管吻合した後，簡易に開存しているかどうかを検知するための機械(近赤外線照射型インドシアニングリーンイメージング機器)を開発した．具体的には，リンパ管や血管の造影につかわれるインドシアニングリーンを赤外線で励起させて，赤外線フィルターを介して ，可視化（モニターに映し出して）する機械である．マイクロコントローラー，電子部品，赤外線カメラを組み合わせて，マイクロコントローラーにプログラムを書き込んで，デバイスを制御した．また，自作のイメージングソフトも作成した．現在，ほぼ完成に近い状態となっている．プログラムがデバイスの制御と録画を同時にできない点がまだ解決できていないが，いくつか技術的な解決方法があり，それを試みる予定である．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

電子基板でのプロトタイプの組み立てが困難であり，2つの部品の蝶番部分が作成困難であること．また，メインの部品以外に，通電する配線の問題があり，特に本体と配線との接合方法等．また，血管吻合の評価装置の作成（近赤外線カメラ・イメージング装置）の開発に当初の予定より大幅に時間がかかっていることなどが挙げられる．

Strategy for Future Research Activity

血管吻合の評価装置を5月中に完成させる予定である．その後，デバイス本体作製方法について，他機関にコンサルテーションする（無料）．その上で，デバイスのプロトタイプを前半期までに作製し，後半期にはトリやラットの死体血管で血管吻合試験を行い，吻合部の強度の検討を行う予定である．

Causes of Carryover

・デバイスのプロトタイプができていないため，将来的に動物実験で使うデバイス作成は外注する予定であるが，高額になることが予測されそのために，温存しているため．
・3Dプリンタも購入する予定であるが，高額になるため，選定に時間をかけているため．
・実験動物や実体顕微鏡もまだ，動物実験まで進んでいないため，購入を控えているため．