2014 Fiscal Year Annual Research Report
移植用途を目指した神経組織刺入型カーボンナノチューブバンドル電極の開発と評価
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25282130
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林田 祐樹 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10381005)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 生物・生体工学 / ナノ材料 / 神経電極 / 神経補綴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，これまで我々が開発してきた神経用途カーボンナノチューブ(CNT)バンドル電極を，移植用途の仕様に合わせて改良開発し，その有用性をin-vivo神経組織を用いた生理学実験等により評価・検証することである。初年度，脳組織を模擬したアガロースゲル内部への繰り返し刺入が可能な機械的強度を持つ電極形状を実現した。そこで２年目の2014年度は，同様の形状を持つ電極を複数サンプル作製し，先ずその電気化学的特性の計測を行った。しかし，顕微鏡観察で形状に問題の見られないサンプルであっても，人工脳脊髄液中での特性の各項目の計測結果が不安定且つ予想と著しく異なり，またサンプル間の偏差も想定外に大きかった。当初，シリコーン樹脂による絶縁被覆を疑い，その顕微塗布などの工程を重点的に調査しながら，再度，新たな電極サンプルの作製と上記計測を繰り返し行ったが，改善が見られなかった。結局，金属素材表面を持つ市販の従来型電極について同様の計測を行ったところ，計測装置自体の不具合・故障が判明し，これが上述の最も大きな原因であると考えられた。そこで代替となる装置の一部（ガルバノ/ポテンシオスタット）を2014年度末に新規導入した。
上述の調査等に相当の時間を費やしたが，一方で，２例ながらサンプル電極の機械的強度を検証する為に，頭蓋切開を施したマウスの脳皮質内へ電極先端の刺入を試みた。いづれの場合も脳表との接触直後に電極部の屈曲が観察され，皮質への刺入には至らなかった。但し，マウス脳スライス試料の切断面側から電極を刺入した際には，電極形状の顕著な変形は確認できなかったことから，これまで開発してきた，シリコーン樹脂被覆を持つCNTバンドル電極単体では，マウス硬膜であってもその貫通が困難であることが示唆された。従って今後は，硬膜に微少穿孔を施すための技術・治具，もしくは電極の被覆材を検討する必要のあることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2014年度は、前年度実現の電極形状をもつ複数サンプルを作製したが、それらの電気化学特性の計測結果が想定外であり、これが計測装置自体の不具合・故障によることが判明するまで、サンプルの再作製と再計測の繰り返しに相当の時間を費やした。そのため，その後に予定していたマウス/ラットを用いたin-vivo実験等を十分に実施できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記計測装置の代替となる比較的安価なものを，部分的ではあるが2014年度末に新規導入した。そこで次年度は、残りの計測装置部分を導入し，計測系の再セットアップを行って、電極サンプルの電気化学特性の計測を実施する。また，マウス/ラットを用いたin-vivo実験を十分な例数実施していく。
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| Causes of Carryover |
「現在までの達成度」に記載の通り，当初の実施計画から遅れが生じ，交付申請書の計画に記載していた項目の一部を十分に実施できなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実施分出来なかった項目の遂行に充てる。
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