2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K04553
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
古谷 栄光 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (40219118)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋弛緩 / 薬力学モデル / 筋弛緩度指標 / ロクロニウム / スガマデクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，手術中の麻酔において，筋弛緩度を手術内容や進行状況に応じて適切なレベルに維持し，かつ覚醒時に安全に回復できる筋弛緩度制御を実現するシステムの開発を目的として，筋弛緩薬の効果を適切に表せる数式モデルの検討，あらゆるレベルの筋弛緩度を統合的に表せる筋弛緩度指標と患者の個人差への対応可能性の検討，および薬物動態モデルに基づく筋弛緩回復薬投与後の再筋弛緩の起こる条件の検討を行った．得られた結果は以下のとおりである．
1. 生体外での実験結果とよく適合する非脱分極性筋弛緩薬の効果を表すモデルである受容体結合モデルにおいて用いられている筋弛緩薬の受容体占有率と効果が比例するという仮定が成立する条件と生体内での妥当性について検討し，筋弛緩薬の受容体占有率と効果の関係には非線形性が存在すること，非線形性の影響で生体内での筋弛緩薬の効果が受容体結合モデルでは直接的に表せないことを明らかにした．
2. 筋弛緩薬の作用機序に基づく薬力学モデルによりさまざまなレベルの筋弛緩度指標を統合的に表せる指標を構築し，そのパラメータを患者ごとに決定することにより，個人差に対応できると考えられることがわかった．
3. 昨年度構成した筋弛緩薬ロクロニウム，筋弛緩回復薬スガマデクスと両薬剤の複合体の薬物動態モデル，両薬剤の結合と乖離を表すモデル，およびロクロニウムの薬力学モデルを組み合わせたモデルにおいて，十分な筋弛緩度が維持されている状態で筋弛緩薬の投与停止と筋弛緩回復薬投与を行ったシミュレーションにより，筋弛緩回復薬による血中筋弛緩薬濃度の減少が短時間で起こる条件で，再筋弛緩を再現できることを確認した．今後より詳細な条件について検討する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
筋弛緩薬濃度と効果の関係を表すモデルについては，従来よく利用されている受容体結合モデルでは生体内の筋弛緩薬の効果を適切に表せず，非線形性を考慮に入れたモデルを構築する必要があることを明らかにした．
また，さまざまなレベルの筋弛緩度を統合的に表せる筋弛緩度指標の検討については，筋弛緩薬の作用機序に基づいて構築した薬力学モデルにより，浅いレベルから深いレベルまで筋弛緩度を統合的に表せることを確認し，また患者にあわせてパラメータを設定することで個人差に対応できることを確認した．
さらに，筋弛緩薬ロクロニウムと筋弛緩回復薬スガマデクスの薬物動態と筋弛緩効果をシミュレーションできるモデルにより，再筋弛緩を再現できること，および再筋弛緩が起こる条件の一部を確認している．
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| Strategy for Future Research Activity |
まず，筋弛緩薬の作用機序に基づくモデルについて，これまでのモデルをベースに筋弛緩薬と受容体の結合の動特性を考慮に入れた生体外と生体内の実験結果を統一的に表せるモデルを構築する．また，構築したモデルにおけるパラメータについて，手術時のデータから容易に患者にあわせて決定できる方法を検討する．
また，最近よく用いられるようになってきている筋電図に基づく筋弛緩度モニタと従来から利用されてきた加速度式等の筋弛緩度モニタの測定値に差があることが明らかになっているため，それらの差を定量的に評価するとともに，筋弛緩度制御に用いる場合のそれぞれのモニタから得られる筋弛緩度指標値の有用性について検討する．
さらに，これまでに構成した筋弛緩薬，筋弛緩回復薬およびそれらの複合体の薬物動態モデルのパラメータについて，再筋弛緩に対応する設定を検討するとともに，再筋弛緩を回避するための筋弛緩回復薬の投与方法を検討する．
そして，以上を踏まえてあらゆるレベルで筋弛緩度を維持できる筋弛緩度制御法を検討し，筋弛緩度制御システムの開発を行う．
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| Causes of Carryover |
今年度は，新型コロナウイルス感染症のため，臨床データの取得が予定どおりに進まず，データ取得と議論のための出張も少なく，データ解析のための人件費も使用しなかった．次年度は，研究協力者である香川大学医学部附属病院の白神豪太郎教授のご協力のもと，取得されたデータについて解析を進めるとともに，従来の筋弛緩度モニタに加えて，筋電図に基づく筋弛緩度モニタでのデータ取得も進める予定であり，筋電図に基づく筋弛緩度モニタからのデータ取得システムの構築，取得データの解析，および取得データの受領と解析結果の議論のための出張に使用する予定である．
また，次年度に交付を受ける研究費は，生体外と生体内の実験結果を表すことができ，手術時の臨床データにも適合する筋弛緩度変化モデルと患者にあわせたパラメータ決定法の検討，再筋弛緩を起こさない筋弛緩回復薬の投与方法の検討，筋弛緩度制御法の検討，および成果発表のために使用する．
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Research Products
(3 results)
