| 研究課題/領域番号 |
17K20101
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
長谷川 泰久 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70303675)
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| 研究分担者 |
竹内 大 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (20713374)
青山 忠義 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00569337)
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| 研究協力者 |
平田 仁
栗本 秀
中野 智則
徳武 克浩
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 生体内埋込装置 / フレキシブルマイクロ電極 / 機能的電気刺激 / 末梢神経電気刺激 / 無線給電 / 腓骨神経 / 生物・生体工学 / マイクロ・ナノデバイス / 情報工学 / リハビリテーション |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、末梢神経に対し電気刺激を行うことで筋収縮を誘発し、機能的な運動を制御可能とする生体内完全埋込フレキシブルマイクロデバイスの創製を目的として研究を行った。その結果、脛骨・腓骨神経の選択的刺激によるラット足関節の底背屈運動を実現し、刺激強度の調整による足関節角度制御を実現した。
さらに、神経組織の瘢痕化を防ぎ長期間安定した神経電気刺激の実現のため、電極細径化を行った。ポリイミドフィルムを用いた幅500ミクロンの2極電極、及びフォトレジストSU-8を用いた厚さ20ミクロン、幅50ミクロンの2極電極、の2つのフレキシブル電極を作製し、どちらも脛骨・腓骨神経への挿入に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
事故などにより末梢神経を損傷した際、運動機能や感覚能力の重篤な低下や完全な喪失が生じる。本研究では、研究協力者の平田らが有する麻痺筋の神経ネットワーク再支配技術を用いて、末梢神経を人工的に刺激することによる機能的な運動の再建を行っている。この手法では、筋を直接刺激するのではなく神経を介することで、低い刺激強度によって複数の筋活動を選択的に制御できた点に学術的意義がある。
また、本研究で実現した完全埋込型無線給電デバイスによる複数神経の電気刺激は、神経再接続手術による運動機能回復が困難である患者に対し機能的な運動の回復を実現できる新たな治療法としての可能性を示しており、大きな社会的な意義を有する。
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