難治性神経痛に対する衝撃波治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 15659331
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 脳神経外科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高山 和喜 東北大学, 先進医工学連携機構, 教授 (40006193)
• 研究分担者: 近藤 健男 東北大学, 医学部附属病院, 助手 (30282130) ; 冨永 悌二 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00217548) ; 日下 康子 東北大学, 医学部附属病院, 助手 (00292219)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 衝撃波 / 神経痛治療 / 一過性神経伝導遅延 / Ho:YAGレーザー / 神経損傷 / 衝撃波医療 / レーザー工学 / 脳神経外科 / 神経痛 / レーザー誘発衝撃波 / 衝撃波工学 / 神経内視鏡 / 低侵襲治療

研究概要

難治性疼痛に対する衝撃波を用いた新たな治療法を確立するため、我々は、以下のin vivoならびにin vitroの基礎的実験を行い、その可能性について追求した。
<In vitro実験>
パルスHo:YAGレーザーを用いた神経用衝撃波照射装置を作成し、この装置から発生する衝撃波の特性を、ホログラフィー法による高速度撮影と、ハイドロフォンによる過常圧測定にて検討した。神経組織を模擬したゼラチン塊に本装置を密着させ、レーザーエネルギーや装置内の設定をいろいろと変えながら衝撃波を発生させた。その結果、本装置からは、10MPaを越える強度の衝撃波が発生することが確認され、しかも、その焦点深度は、2-5mmまで自由に可変可能であった。
<in vivo実験>
正常神経に対する衝撃波の影響を検討するため、全身麻酔下のラットの頸部から、前述の衝撃波照射装置を用いて迷走神経に衝撃波照射を行った。照射直後、照射翌日、照射3日後に全身麻酔下に処置後のラット頸部を開き、迷走神経の神経伝導速度を計測した。その結果、照射直後は神経伝導速度が遅延したが、照射翌日、照射3日後と神経伝導速度が徐々に回復しほぼ正常化した。前述の3群の迷走神経を摘出し、それらの病理組織学的検討を行ったが、3群とも神経損傷などの異常所見は認められなかった。
以上の結果から、衝撃波が神経組織に何らかの機序で、組織の器質的変化をもたらさない一過性の神経伝導遅延を誘導する可能性が示唆された。今後、本現象を更に深く追求して、一過性の神経伝導遅延を利用した神経痛のより安全な新たな治療法の開発が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Pulsed holmium : yttrium-aluminum-garnet laser-induced liquid jet as a novel dissection device in neuroendoscopic surgery. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A, Hirano T, Jokura, H, Uenonara H, Ohki T, Hashimoto T, Menenges V, Sato Y, Kusaka Y, Ohyama H, Saito T, Takayama, K, Shirane A, Tominaga T.
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery 101 ページ: 145-150
• [雑誌論文] Experimental application of pulsed Ho:YAG laser-induced liquid jet as a novel rigid neuroendoscopic dissection device. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohki T, Nakagawa A, Hirano T, Hashimoto, T, Menezes V, Jokura H, Uenohara H, Sato Y, Saito T, Shirane R, Tominaga T, Takayama K.
  • 雑誌名: Lasers in Surgery and Medicine 34 ページ: 227-234
• [雑誌論文] Use of Intraoperative Dynamic Infrared Imaging with Detection Wavelength of 7-14 μm in the Surgical Obliteration of Spinal Arteriovenous Fistula : Case Report and Technical Considerations (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A, Hirano T, Uenohara H, Utsunomiya H, Suzuki S, Sakurai Y, Takayama K, Shirane R, Tominaga T.
  • 雑誌名: Minimally Invasive Neurosurgery 47 ページ: 136-139
• [雑誌論文] On the efficiency of Gore-Tex layer for brain protection from shock wave damage in cranioplasty. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Voinovich PA, Nakagawa A, Hosseini SHR, Takayama K, Hirano T.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 75 ページ: 4789-4796
• [雑誌論文] Osteopromotion for cranioplasty using shock wave. Experiment using skull defect animal model. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa A, Sato J, Hirano T, Ohki T, Saito T, Takayama K, Tominaga T.
  • 雑誌名: Proceeding of International Symposium on Shock Waves (Beijing)
• [雑誌論文] Development of Ho:YAG laser-induced cavitational shock wave generator for endoscopic shock wave exposure. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato J, Nakagawa A, Saito T, Hirano T, Ohki T, Uenohara H, Takayama K, Tominaga T.
  • 雑誌名: Proceeding of International Symposium on Shock Waves (Beijing)
• [産業財産権] 衝撃波発生装置 (2005)
  • 発明者名: 中川 敦寛, 平野 孝幸, 吉本 高志, 高山 和喜, 高橋 明, 白根 礼造, 日下 康子, 上之原 広司, 佐藤 真理子
  • 権利者名: 中川 敦寛, 平野 孝幸, 吉本 高志, 高山 和喜, 高橋 明, 白根 礼造, 日下 康子, 上之原 広司, 佐藤 真理子
  • 公開番号: 2004-215862
  • 出願年月日: 2005
• [文献書誌] Ohki T, Nakagawa A, Hirano T, Hashimoto T, Menezes V, Jokura H, Uenohara H, Sato Y, Saito T, Shirane R, Tominaga T, Takayama K.: "Experimental application of Pulsed Ho : YAG laser-induced liquid jet as a novel device for rigid neuroendoscope."Lasers in Surgery and Medicine. (in press). (2004)
• [文献書誌] 中川敦寛, 斎藤 務, 日下康子, 大木友博, 神部真理子, 藤村 幹, 平野孝幸, 上野原広司, 佐藤泰彦, 白根礼造, 高山和喜, 冨永悌二: "脳室内における衝撃波医療応用に向けた基礎実験"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (in press). (2004)
• [文献書誌] 平野孝幸, 中川敦寛, 上之原広司, 城倉英史, 高山和喜, 白根礼造: "ホルミウム・ヤグレーザー誘発液体ジェットに随伴する衝撃波:その医療応用への可能性について"Neurosonology. 16. 33-36 (2003)
• [文献書誌] 中川敦寛, 日下康子, 平野孝幸, 佐藤真理子, 斎藤務, 白根礼造, 高山和喜: "衝撃波による圧依存性脳損傷に関する組織学的検討"平成15年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 417-420 (2003)
• [文献書誌] Saito T, Marumoto M, Yamashita H, Hosseini SHR, Nakagawa A, Hirano T, Takayama K.: "Experimental and numerical studies of underwater shock wave attenuation."Shock Waves. 13. 139-148 (2003)
• [文献書誌] Nakagawa A, Kusaka Y, Hirano T, Saito T, Shirane R., Takayama K., Yoshimoto T.: "Application of shock waves as a treatment modality in the vicinity of brain and skull."J Neurosurg. 99. 156-162 (2003)