吸熱反応を利用した脳神経系冷却装置の開発と技術確立

• 研究課題/領域番号: 23K08544
• 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56010:脳神経外科学関連
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 井上 貴雄 山口大学, 大学研究推進機構, 准教授 (80513225)
• 研究分担者: 山吹 一大 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (50510682)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 局所脳冷却 / 吸熱反応 / 冷却

研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、生体の局所または全体を冷却し神経保護効果を引き出すために、吸熱反応を利用し脳神経系を継続的に冷却する要素技術を確立することである。局所の患部を冷却し神経保護効果を引き出すための脳神経系冷却技術として吸熱反応を採用することは十分な報告がない。本課題では、これまで研究開発を進めてきた金属製冷却デバイスの知見を元にカテーテル型冷却デバイスの開発を進める。

研究実績の概要

髄冷却を可能とするプローブ状の脳冷却技術の効率と安全性を向上させる新型デバイスの開発のため、初年度は、持続的かつ安定した冷却を実現するための機械的要素技術に焦点を当てた。
デバイスはβチタン製で、長さ400mmのパイプに2本のチューブを通し、2種の液体を供給できる設計とした。冷却システムでは、溶液バッグを加圧制御し、10～30度での化学反応を安定させることを目指した。実験では、純水のみを使用して通水試験を行い、クラッシュアイスと純水を用いて約0度に設定した恒温槽内にデバイスに接続されたチューブを浸けることで、チューブ内の純水温度を低下させてデバイスまで誘導した。その結果、吸熱反応を引き起こさない状態であっても、デバイスの先端温度が15度まで低下することを確認できた。
実験結果から、新設計のデバイスが期待通りに機能することを確認できた。
また、同時に薬剤の選定も進め、次年度に実施する試薬を決定した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

デバイスの試作と試薬の選定を順調に進めることができた。

今後の研究の推進方策

試作デバイスを使って、吸熱反応を用いた実験を実施する。結果次第では、動物を用いた実験も視野に入れる予定である。