顔面神経麻痺後遺症に対する埋め込み式神経活動感知型神経刺激治療デバイスの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K09780
• Research Institution: Tokyo Dental College
• Principal Investigator: 佐久間 恒 東京歯科大学, 歯学部, 講師 (80317172)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢澤 真樹 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (60327567) ; 三木 則尚 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (70383982)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 顔面神経麻痺 / 神経刺激電極

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、2種類の体内埋め込み型神経刺激デバイスにより病的共同運動を抑制し、表情筋機能を活性化させることによりQOLを劇的に改善させることを最終目的とし、その前段階として、ラットを用いた動物実験により神経活動電位計測/刺激システム構築のためのプロトコールを確立させることを主目的とした。まず既製の神経カフ電極を麻酔下に顔面神経頬筋枝に巻きつけ、微弱な神経活動電位の取得および神経刺激実験をを行った。短期的かつ鎮静下での活動電位取得は可能であったが、覚醒時には身体運動により電極周囲の安静が保てないことに起因する皮下血種や感染等により長期的な体内埋入が困難であるのと同時に、覚醒時の身体運動に伴うノイズ（アーチファクト）により神経電位の正確かつ安定的な導出に至らず、カフ電極および活動電位計測時のノイズ軽減のための電極固定装置の見直しが喫緊の課題となった。そこで、覚醒時のノイズ軽減を目的として、チタン製の1.5mmプレートによるクラウン（頭部固定装具）を独自にデザインしたものを作製し、頭蓋骨にスクリュー固定した。その上には電極を収納するボックスを載せ、カフ電極移植前に慣らし訓練を行うことにした。また、体内埋入時の異物反応や血種形成などを軽減し、より正確かつ継続的な神経活動計測を行うため、筋電図干渉を低減する設計を独自に行い、シリコンカフ（長さ12mm、直径1mm)と4つの白金/イリジウム電極（幅0.5mm）からなるカフ電極を作製した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ラット覚醒時のカフ電極不安定によるノイズ（アーチファクト）発生により、最適な電極固定装置の再考を余儀なくされ、微弱な活動電位取得のためのカフ電極の見直しに時間を多く費やした。

Strategy for Future Research Activity

頭部電極固定装置およびカスタムメイドされた神経カフ電極からなる新システムを中長期的に体内埋入することで、覚醒時の身体運動（特に自発的な髭の動きに）に対応して発生する神経学的信号を継続的に抽出する。また、さまざまな刺激条件下に神経刺激、神経ブロックを行うことで最適な神経活動電位刺激システムの構築を図っていく。

Causes of Carryover

研究遂行に必要な電極選択および電極固定装置の改良に時間を要し、さらにコロナ禍で海外発注した電極の納入が著明に遅延したことも重なり、当初予定していた研究成果発表につながる実験の進行に支障をきたしたため、助成金の余剰につながった。次年度は前年度分の余剰助成金と合わせて、カスタムメイドした電極購入費用に充当していく予定である。