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視神経乳頭刺激型電極による人工視覚システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15209056
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 眼科学
研究機関大阪大学

研究代表者

田野 保雄  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (80093433)

研究分担者 不二門 尚  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50243233)
八木 哲也  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50183976)
大路 正人  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (90252650)
瓶井 資弘  大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (40281125)
三好 智満  大阪大学, 医学系研究科, 助手 (70314309)
大鳥 安正  大阪大学, 医学系研究科, 講師 (40303953)
生野 恭司  大阪大学, 医学系研究科, 助手 (50294096)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2005年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2004年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2003年度: 22,490千円 (直接経費: 17,300千円、間接経費: 5,190千円)
キーワード人工視覚 / 視神経刺激 / 極細白金電極 / 誘発電位 / インテグリン / 視神経障害 / パリレン / PDGF / 視神経乳頭 / 25ゲージ硝子体手術システム / MAPK / 針型電極
研究概要

人工視覚における刺激方式には大脳皮質刺激、網膜上、下からの網膜刺激、我々が考案した強膜脈絡膜間、強膜内からの網膜刺激など、様々な方式が提案されている。この度我々は、視神経乳頭に刺入設置した電極により視神経に電流刺激を加えることによる視神経刺激型人工視覚の可能性について検討した。
(1)電極の開発:初年度は直径200umの針型白金電極、次年度には直径50umの極細白金電極を作成した。それらはいずれもエポキシコーティングされたものであった。3年目には直径50um、80umの白金電極を、より生体適合性にすぐれたパリレンでコーティングしたものを開発した。
(2)手術術式の開発:電極設置術式、眼外でのワイアの固定の術式を開発した。強膜創作成後、電極線を眼内に挿入し、顕微鏡下にて先端部を視神経内に刺入した。強膜上で電極線を縫合固定し、また強膜トンネルをくぐらせることによりさらに安定性を高めた。
(3)効果の判定(急性期、慢性期):直径200umの電極を用いた急性実験、直径50umの電極を用いた急性、慢性実験を実施し、いずれの場合も視神経を電極を通じて電気刺激することにより後頭部視覚野上に設置した電極より誘発電位を記録することが可能であった。慢性実験においては、電流閾値が術直後と比較して、術後1か月では上昇したが、その後6ヶ月までは術後1ヶ月の値と有意な相違を認めなかった。
(4)安全性の評価(急性期、慢性期):組織学的に著明な合併症を認めず、また網膜電図において術前と比較して有意は変化を認めなかったことより、少なくとも6ヶ月までは安全であると考えられた
(5)電極設置環境改善に関する研究:電極の視神経乳頭設置後に生じうる増殖性網膜症に関与する血小板由来増殖因子(PDGF)およびインテグリンに関する基礎研究を行い、PDGFにおける網膜色素上皮のゲル収縮活性はMAPK、PI3Kを介していることを解明した。
以上より、当方式が、人工視覚システムの一方式となり得る可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2006 2005 2004 2003

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Electrophysiological and histological studies of chronically implanted intrapapillary microelectrodes in rabbit eyes2006

    • 著者名/発表者名
      Fang X, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 244・3

      ページ: 364-375

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol-3 kinase (P13K) pathways differently regulate retinal pigment epithelial cell-mediated collagen gel2006

    • 著者名/発表者名
      Bando H, et al.
    • 雑誌名

      Exp Eye Res. 82・3

      ページ: 529-537

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of residual retinal function by pupillary constrictions and phosphenes using transcorneal electrical stimulation in patients with retinal degeneration.2006

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. (Equb ahead of preint)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrophysiological and histological studies of chronically implanted intrapapillary microelectrodes in rabbit eyes.2006

    • 著者名/発表者名
      Fang X, Sakaguchi H, Fujikado T, Osanai M, Ikuno Y, Kamei M, Ohji M, Yagi T, Tano Y.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 244(3)

      ページ: 364-375

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) pathways differently regulate retinal pigment epithelial cell-mediated collagen gel contraction.2006

    • 著者名/発表者名
      Bando H, Ikuno Y, Hori Y, Sayanagi K, Tano Y.
    • 雑誌名

      Exp Eye Res. 82(3)

      ページ: 529-537

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of residual retinal function by pupillary constrictions and phosphenes using transcorneal electrical stimulation in patients with retinal degeneration.2006

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T, Fukui T, Matsushita K, Okawa Y, Shimojyo H, Kusaka S, Tano Y, Fujikado T.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. (Epub ahead of print)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrophysiological and histological studies of chronically implanted intrapapillary microelectrodes in rabbit eyes2006

    • 著者名/発表者名
      Fang X
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 244(Epub)

      ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mitogen-activated protein kinase (MAPK) and phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) pathways differently regulate retinal pigment epithelial cell-mediated collagen gel contraction2006

    • 著者名/発表者名
      Bando H, et al.
    • 雑誌名

      Exp Eye Res. 82・3

      ページ: 529-537

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct stimulation of optic nerve by electrodes implanted in optic disc of rabbit eyes.2005

    • 著者名/発表者名
      Fang X, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243

      ページ: 49-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transretinal electrical stimulation by an intrascleral multichannel electrode array in rabbit eyes.2005

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi K, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243・2

      ページ: 169-174

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New micro vertical scissors for the surgical ablation of retinal angiomatous proliferation2005

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, et al.
    • 雑誌名

      Am J Ophthalmol. 139・2

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transcorneal electrical stimulation rescues axotomized retinal ganglion cells by activating endogenous retinal IGF-1 system.2005

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T, et al.
    • 雑誌名

      Invest. Ophthalmol. Vis Sci. 46

      ページ: 2147-2155

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New micro vertical scissors for the surgical ablation of retinal angiomatous proliferation.2005

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, Ohji M, Gomi F, Sawa M, Oshima Y, Ikuno Y, Kamei M, Tano Y.
    • 雑誌名

      Am J Ophthalmol. 139(2)

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct stimulation of optic nerve by electrodes implanted in optic disc of rabbit eyes.2005

    • 著者名/発表者名
      Fang X, Sakaguchi H, Fujikado T, Osanai M, Kanda H, Ikuno Y, Kamei M, Ohji M, Gan D, Choi J, Yagi T, Tano Y.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243(1)

      ページ: 49-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「研究成果報告書概要(欧文)」より2005

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi K, Fujikado T, Kanda H, Morimoto T, Choi JS, Ikuno Y, Sakaguchi H, Kamei M, Ohji M, Yagi T, Nishimura S, Sawai H, Fukuda Y, Tano Y.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243(2)

      ページ: 169-174

    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transcorneal electrical stimulation rescues axotomized retinal ganglion cells by activating endogenous retinal IGF-1 system.2005

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T, Miyoshi T, Matsuda S, Tano Y, Fujikado T, Fukuda Y.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci. 46(6)

      ページ: 2147-2155

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transretinal electrical stimulation by an intrascleral multichannel electrode array in rabbit eyes2005

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi K, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243・2

      ページ: 169-174

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct stimulation of optic nerve by electrodes implanted in opticdisc of rabbit eyes.2005

    • 著者名/発表者名
      Fang X, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 243

      ページ: 49-56

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrophysiological studies of the feasibility of suprachoroidal-transretinal stimulation for artificial vision in normal and RCS rats.2004

    • 著者名/発表者名
      Kanda H, et al.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci. 45

      ページ: 560-566

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transretinal electrical stimulation with a suprachoroidal multichannel electrode in rabbit eyes.2004

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, et al.
    • 雑誌名

      Jpn J Ophthalmol. 48

      ページ: 256-261

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical stimulation with a needle-type electrode inserted into the optic nerve in rabbit eyes.2004

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, et al.
    • 雑誌名

      Jpn J Ophthalmol. 48

      ページ: 552-557

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrical stimulation with a needle-type electrode inserted into the optic nerve in rabbit eyes.2004

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, Fujikado T, Kanda H, Osanai M, Fang X, Nakauchi K, Ikuno Y, Kamei M, Ohji M, Yagi T, Tano Y.
    • 雑誌名

      Jpn J Ophthalmol. 48(6)

      ページ: 552-557

    • NAID

      10014073678

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transretinal electrical stimulation with a suprachoroidal multichannel electrode in rabbit eyes.2004

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi H, Fujikado T, Fang X, Kanda H, Osanai M, Nakauchi K, Ikuno Y, Kamei M, Yagi T, Nishimura S, Ohji M, Yagi T, Tano Y.
    • 雑誌名

      Jpn J Ophthalmol. 48(3)

      ページ: 256-261

    • NAID

      80016713725

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrophysiological studies of the feasibility of suprachoroidal-transretinal stimulation for artificial vision in normal and RCS rats.2004

    • 著者名/発表者名
      Kanda H, Morimoto T, Fujikado T, Tano Y, Fukuda Y, Sawai H.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci. 45(2)

      ページ: 560-566

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electrophysiological studies of the feasibility of suprachtoroidal-transretinal stimulation for artificial vision in normal and RCS rats.2004

    • 著者名/発表者名
      Kanda H, et al.
    • 雑誌名

      Invest Ophthalmol Vis Sci. 45

      ページ: 560-566

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transretinal electrical stimulation by an intrascleral multichannel electrode array in rabbit eyes.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakauchi K, et al.
    • 雑誌名

      Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2

      ページ: 169-174

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Apoptotic death of beta after optic nerve transection in adult cats2003

    • 著者名/発表者名
      Kurimoto T, et al.
    • 雑誌名

      J Neurosci 23

      ページ: 4023-4028

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Apoptotic death of beta cells after optic nerve transection in adult cats.2003

    • 著者名/発表者名
      Kurimoto T, Miyoshi T, Suzuki A, Yakura T, Watanabe M, Mimura O, Fukuda Y.
    • 雑誌名

      J Neurosci. 23(10)

      ページ: 4023-4028

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Brain Repair2005

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi T, et al.
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Landes Bioscience
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] The Neural Basis of Early Vision2003

    • 著者名/発表者名
      Kurimoto, T, et al.
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] The Neural Basis of Early Vision2003

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, T., et al.
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 視覚再生補助装置2005

    • 発明者名
      田野 保雄, 不二門 尚
    • 権利者名
      小澤 秀雄
    • 出願年月日
      2005-07-29
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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