2015 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
| Project/Area Number |
25282130
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
林田 祐樹 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10381005)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 生物・生体工学 / ナノ材料 / 脳・神経 / 神経電極 / 神経補綴 |
|---|
| 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．先ず研究の初年度，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するに至った．しかし２年目，電極の電気化学的特性の計測装置自体の故障が判明するまで，電極作製工程の再検討やその他の試行錯誤に相当の時間を費やした．但し一方で，in-vivoマウス脳皮質への電極の刺入試験から，硬膜貫通に専用の治具や硬膜の事前処理が必要なことが分かった．
そこで３年目の昨年度，まず前半は，上記の装置故障に対応し，新規装置の導入や計測系の再構成を行った．また，上述の機械的強度と電気化学的特性の両方において，in-vivo動物実験に使用可能と判断される電極サンプルを約５本程度と少ないながら作製できた．さらに昨年度の後半は，頭蓋切開を施したマウスの硬膜を，先端径10ミクロン以下に加工したガラス微小ピペットを用いて事前穿孔し，その孔よりそれら電極サンプルを脳組織内へ刺入するin-vivo実験を行った．その結果，脳皮質内への電極刺入が１例では可能であったが，その他の試行例では依然として電極の著しい屈曲が生じた．これは実験に使用した動物の週齢や脳の拍動にも影響されると考えられたが，脳スライス試料を用いたin-vitro実験でさらに検討を行った．その結果，脳組織の軟膜側から内部へ電極を安定して刺入するには，刺入の方向に電極の機械的強度を向上させる必要のあることが示唆された．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究２年目の想定外の計測装置故障により，３年目最初から，その対応のために新規装置の導入と計測系の再構成等を行う必要があった．また目標とする電極の機械的柔軟さゆえ，電極を脳皮質内部へ刺入するうえで，脳組織の硬膜，軟膜，拍動が当初の予想以上に障害となっている．これらのことより，本研究の初年度当初の計画からは全体的に遅れている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究の初年度当初からは計画が全体的に遅れている．そこで，当初計画のうち，ラット/マウスを用いたin-vivo動物実験により，1)電極刺入試験，2)刺激電流の通電試験，3)刺激に対する神経細胞応答のイメージング計測の３項目に注力し研究を進めていく．
|
| 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，前年度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．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実施できなかった項目についての遂行に充てる．
|
