| 研究課題/領域番号 |
21H04951
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分90:人間医工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田中 徹 東北大学, 医工学研究科, 教授 (40417382)
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| 研究分担者 |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
木野 久志 東北大学, 医工学研究科, 特任准教授 (10633406)
富田 浩史 岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)
清山 浩司 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (60412722)
菅野 江里子 岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2023年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2022年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2021年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
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| キーワード | 生体医工学 / 医用システム / 人工網膜 / 三次元集積回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高齢化に伴い急増する網膜疾患による失明患者の視覚を工学的手法で再建する新しい人工網膜を開発します。光電変換素子と視覚情報処理回路等を積層した三次元積層人工網膜チップを微小ピクセルチップに分割して、フレキシブル配線で網状に高密度一括で接続します。それを網膜の中心窩及び周辺部に広く分散配置することによって、広い視野の実現を目指します。微小ピクセルチップの連結で柔軟性を発現させるため、網膜細胞への侵襲性が非常に小さい人工網膜が実現できると考えています。
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| 研究成果の概要 |
人と同じ情報処理機能を有する三次元積層人工網膜チップの作製、チップをフレキシブル配線で網状に高密度一括接続するTXV技術、金属配線付きフレキシブル基板の長期埋植評価等の極低侵襲ピクセル分散型完全埋植人工網膜を作製するための技術開発に成功した。この三次元積層人工網膜ピクセルチップを中心窩及びその周辺部に分散配置することにより、極低侵襲かつ160°の視野角を実現でき、患者は自身の角膜や水晶体、眼球運動を利用しながら文字や物体を高精度で認識することが可能になる。今後、数十～数百ミクロンサイズの多数のピクセルチップのフレキシブル分散接続を行い、広視野角及び眼球内埋植の検証に繋げて行く。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回開発した技術によって、使用者は自身の角膜や水晶体、眼球運動を利用しながら広視野・高解像・高機能・極低侵襲の視覚を再建でき、文字や物体を高精度で認識できる。このような人工網膜は世界に類例がなく、独自性と創造性は極めて高い。本研究は半導体工学を駆使して生体神経システムの構造と機能を探究し、生体と機械を綜合した新機能システムを創製する「半導体神経工学」を深化させる研究であり、高QoL(Quality of Life)のピクセル分散型完全埋植人工網膜を開発することは本格的前臨床試験の足がかりとなる。
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