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ハイドロゲル電極を用いた長期植込み型生体モニタリングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K10780
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター

研究代表者

岩崎 真樹  国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 病院, 部長 (00420018)

研究分担者 中川 敦寛  東北大学, 大学病院, 特任准教授 (10447162)
長峯 邦明  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (00551540)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードHydrogel electrode / Neurosurgery / Neurophysiology / Monitoring / Deep brain stimulation / Epilepsy / Hydrogel / Electrode / 脳神経外科 / 脳波 / 電極 / 材料工学
研究成果の概要

ヒトの脳に優しくフィットする電極を作成した。40%のpoly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT)と60%のpolyurethane(PU)で構成されたハイドロゲル電極を作成し、物理的負荷を与えた状態や生理的水分の存在下で電気伝導性が保たれることを確認した。3Dプリンタを用いて作成した脳の実形状モデルを用いて、脳表および脳溝内にハイドロゲル電極を挿入し、ハイドロゲルの膨張による脳への加圧が正常脳圧内に保たれることを確認した。脳表や脳内に留置したハイドロゲル電極を抜去する際に生じる摩擦係数は十分に小さく、脳実質に与える損傷が最小限であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

柔軟で生体にフィットする電極は、脳という物理的に柔らかい組織へ最低限の侵襲で長期留置を可能にする電極への発展につながる。これは、金属とシリコンゴムを用いた従来の電極に代わる可能性がある。長期に信号劣化のない留置電極の開発は、てんかんや不随意運動症などに対する植込み型応答的治療システムや、Brain machine interface の安定した情報取得に必要な要素技術として、将来の応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Non-invasive Evaluation for Epilepsy Surgery2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Iwasaki, Kazutaka Jin, Nobukazu Nakasato, Teiji Tominaga
    • 雑誌名

      Neurologia medico-chirurgica

      巻: 56 号: 10 ページ: 632-640

    • DOI

      10.2176/nmc.ra.2016-0186

    • NAID

      130005429958

    • ISSN
      0470-8105, 1349-8029
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高い生体密着性と電気刺激能力を両立する非磁性電極の開発に向けた基礎研究2018

    • 著者名/発表者名
      39.中川敦寛、西澤松彦、岩崎真樹、長峯邦明、遠藤俊毅、大沢伸一郎、新妻邦泰、遠藤英徳、加藤健吾、香取幸夫、冨永悌二
    • 学会等名
      第27回脳神経外科手術と機器学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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