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マイクロニードルを応用した血液凝固因子を含まない新しい止血デバイスの創成

研究課題

研究課題/領域番号 20K12658
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

加藤 暢宏  近畿大学, 生物理工学部, 教授 (60309268)

研究分担者 田中 篤  和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (50458072)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードマイクロニードル / 止血 / 生分解性 / 3Dプリンタ / マイクロニードルメッシュシート / PLA / マイクロニードルシートの大面積化 / 3Dプリンタを活用した製造プロセスの改善 / 褥瘡モデルによる止血効果の確認 / 止血デバイス
研究開始時の研究の概要

外科手術中における出血コントロールは、術後の生命予後に密接に関わる重要な課題である。現在、この目的には生体由来の血液製剤を含有する局所創面被覆材が用いられているが、(1)生体由来材料であるため感染リスクを有する、(2)血液や体液で濡れた臓器表面で滑りやすく、止血に至るまで手などで数分間保持する必要があり、手術時間が長くなる、(3)材料そのものが高価である等の問題が指摘されている。本研究の目的は従来、経皮薬剤投与デバイスと考えられてきたマイクロニードルに新たな機能を付加することで、臓器表面などの曲面における迅速かつ安全に安価な止血を可能にする、感染フリーの止血デバイスを開発することにある。

研究成果の概要

止血に用いられる血液製剤にはわずかとは言え感染リスクが伴う。非生体由来の材料で短時間での止血を達成できるデバイスの開発が求められている。本研究課題では経皮薬剤送達デバイスとして開発されてきたマイクロニードル(MN)に着目した。微細針のアレイで構成されるMNパッチを、外科手術の際に止血を必要とする臓器表面に貼付し、創面を物理的に固定、保持することで止血を促進する事が可能となった。臨床への応用を目指し、MNパッチの大型化手法を確立し、臓器の運動を阻害しない柔軟なメッシュ状のMNパッチの力学的特性を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の経皮薬剤送達用のマイクロニードル(MN)パッチでは全く考慮されてこなかった、パッチ基部の機械的な構造に着目した。新規の構造を考案し、パッチ基部に物理的な機能性を持たせることで、パッチの可撓性および伸展性を劇的に向上させる事に成功した。さらに光造形3Dプリンタによる原型作成およびFDM式3Dプリンタによるポリ乳酸メッシュシートの作成手法を確立した。これにより、大面積の止血用マイクロニードル(MN)パッチを迅速かつ安価に作成することが可能となった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020

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) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A biodegradable microneedle sheet for intracorporeal topical hemostasis2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Mao、Chihara Namie、Tanaka Atsushi、Katayama Yosuke、Taruya Akira、Ishida Yuko、Yuzaki Mitsuru、Honda Kentaro、Nishimura Yoshiharu、Kondo Toshikazu、Akasaka Takashi、Kato Nobuhiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75894-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 烏賊の吸盤を生体模範したマイクロニードルメッシュシートの作製と評価2023

    • 著者名/発表者名
      浅見泰雅, 定野和憲, 高谷亮太, 本田賢太郎, 西村好晴, 田中 篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会2023年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 基部構造の一部省略によるマイクロニードルメッシュシートの柔軟性の向上と評価2023

    • 著者名/発表者名
      今村駿介, 浅見泰雅, 赤木智哉, 山路宏平, 田中 篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会2023年度春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Biodegradable microneedle mesh sheets as a novel treatment device for acute type A aortic dissection2022

    • 著者名/発表者名
      Taiga ASAMI , Tomoya AKAKI , Shunsuke IMAMURA , Kentaro HONDA , Yoshiharu NISHIMURA , Atsushi TANAKA , Nobuhiro KATO
    • 学会等名
      19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biodegradable mesh sheets as a treatment device for acute type A aortic dissection equipped with North American porcupine-inspired microneedle for removal prevention2022

    • 著者名/発表者名
      Taiga Asami , Shunsuke Imamura , Tomoya Akaki , Kentaro Honda , Yoshiharu Nishimura , Atsushi Tanaka , Nobuhiro Kato
    • 学会等名
      the 9th Intl. Conf. of Asian Society for Precision Engg. and Nanotechnology (ASPEN 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 組織接着性を有するマイクロニードルメッシュの作製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      浅見泰雅, 草開義希, 今村駿介, 赤木智哉, 本田賢太郎, 西村好晴, 田中 篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 湿潤環境下における接着性と気密性を有するマイクロニードルシートの開発2022

    • 著者名/発表者名
      赤木智哉, 浅見泰雅, 小田慎一郎, 岩上雄祐, 平井慶充, 西村好晴, 田中 篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 基部に柔軟性と等方性を有するマイクロニードルパッチの作製と評価2022

    • 著者名/発表者名
      今村駿介, 浅見泰雅, 赤木智哉, 山路宏平, 田中 篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロニードル技術を利用した新しい褥瘡面の止血治療法2021

    • 著者名/発表者名
      横山真央, 田中篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      第58回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 医工連携によるマイクロニードルシートを用いた新規肺瘻閉鎖シート開発の試み2021

    • 著者名/発表者名
      平井慶充, 加藤暢宏, 大橋拓矢, 矢田由美, 房本安矢, 井口豪人, 宮坂美和子, 川路万理, 西村好晴
    • 学会等名
      日本呼吸器外科学会総会(Web)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 卵円孔開存の新規治療デバイスとしてのマイクロニードルパッチの開発2021

    • 著者名/発表者名
      浅見泰雅, 田中篤, 中西樹, 堺谷泰成, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 手術部マーカーとしてのマイクロニードルシートの作製2021

    • 著者名/発表者名
      赤木智哉, 森本大貴, 今村駿介, 田中篤, 加藤暢宏
    • 学会等名
      精密工学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 止血用マイクロニードルメッシュにおけるメッシュ形状の検討2020

    • 著者名/発表者名
      加藤暢宏
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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