2023 Fiscal Year Annual Research Report
体内エレクトロニクスノードの開発と医療応用に向けた原理実証研究
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22H03936
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹原 宏明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60723088)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 埋め込み型デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の体内埋め込み型医療デバイス分野で進む技術革新は、新たな診断・治療法に繋がる次世代医療技術を創出すると期待され、世界中で精力的に研究開発が進められています。特に、体内埋め込み型のエレクトロニクス技術を活用して脳機能を補完するデバイス研究としては、これまでにブレイン・マシン・インターフェイス(BMI)や脳深部刺激デバイスの研究が進められてきました(PNAS, 2013)。しかし一方で、従来の“刺入方式”のデバイス構造では、埋植位置や数の自由度の点で制約が大きい点が課題としてあげられます。体内エレクトロニクスデバイスを極微小サイズ化するとともに、“分散・自立駆動方式”を達成することができれば、埋植位置・数の自由度が飛躍的に向上し、身体への負担軽減や適用部位の拡大、効果的な生体機能への介入といったブレイクスルーに繋がることが期待されます。こうした新たな体内医療機器技術の実現のためには、体内で駆動するエレクトロニクスに向けた電源供給及び信号伝送に関わる原理解明と技術開発、及び生体（脳神経系）活動へ効果的に介入するデバイス技術の原理探索を通じた基盤要素技術の確立が不可欠です。さらには、低侵襲な体内エレクトロニクスデバイス技術を確立するうえで、人体の生理学的条件に由来するデバイス駆動のための境界条件を明らかにすることも重要であると考えられます。本研究では、体内埋め込み型エレクトロニクスの分散・自立駆動化の実現に向けた基盤要素技術に関する研究を実施しました。
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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
本年度は、本研究課題で基盤要素技術の開発を進めている体内埋め込み型エレクトロニクスの医療機器としての応用可能性について検討を進めた。医療機器として使用される環境、即ち人体における生理学的構造や条件に基づいた体内デバイス駆動の境界条件に基づき、当該技術を医療機器として応用する際の設計指針について導出を進めた。また、最終的な出口となる医療機器コンセプトを踏まえ、医療機器として求められる安全性及び有効性の観点より、原理実証研究用のデバイスに求められる要求仕様について策定を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に得られた基盤要素技術に関する技術的成果を踏まえ、原理実証研究用のデバイスの試作開発を進め、最終的なProof-of-conceptの取得を目指す。また併せて、体内埋め込み型エレクトロニクスデバイスの医療機器コンセプトについて検討を進め、人体における生理学的構造や条件に基づき、本技術を医療機器として応用するための設計指針を明らかにする。
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