視覚代用臓器「ハイブリッド型人工網膜」に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12358016
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 三宅 養三 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (30166136)
• 研究分担者: 鈴木 聡 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90314012) ; 渡部 眞三 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生理学部門, 主任研究員 ; 石黒 章夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90232280) ; 近藤 永子 名古屋大学, 医学部附属病院, 助手 (30335038) ; 近藤 峰生 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (80303642)
• キーワード: 人工網膜 / 電気刺激 / 網膜変性マウス / 網膜電極 / ネコ / 神経節細胞 / レスキュー / 再生

研究概要

人工網膜において、電気刺激の効率化のため、正常、網膜変性マウスにおいて刺激波形の形状に対しての網膜神経節細胞の興奮の閾値の変化を検討した。正常マウスでは網膜変性マウスに対して全刺激波形で有意に閾値が低かった。両マウスにおいて短い波形は全電荷は低かったが高電流が必要であった。パルス波は短発波より有用ではなかった。よって網膜神経節細胞の興奮を起こすために必要な電荷は網膜の状態と刺激波形の形状に依存することがわかった。
人工網膜は形状を検討した。その固定は網膜タックを使うが、押しつけて固定する際、力の加減が必要で、押しつけすぎれば刺激する予定の網膜を電極が押しつぶしてしまう可能性がある。そのリスクを回避するために網膜電極の下にスペーサーを用いることにより電極と強膜との間に一定の距離を保つことができる。スペーサーの高さは患者にあわせて光学的干渉断層計により網膜厚を測定することにより最適な間隔を設定できることが判明した。
ネコの神経節細胞の障害過程とそのレスキューを研究した。Axonの切除による軸索の変性が周辺神経の移植、neurotrophic factorsやアポトーシス薬により神経節細胞のアポトシースを防禦し抑えられ、その結果再生をうながすことが示された。
大きな電極を網膜上に固定するには、電極を毛様体扁平部から眼内へ挿入するより角膜と水晶体を除去していわゆるopen sky vitrectomyを行い、その部から挿入するほうが容易であるとの考えに基づき家兎を用いて実験をおこなった。家兎のopen sky vitrectomyではヒトにくらべ、出血やフィブリンが多く、この方法を推進するにはさらに検討を要する。

研究成果

• [文献書誌] A.Fujii, A.Ishiguro, P.Eggenberger: "Evolving a CPG Controller for a Biped Robot with Neuromodulation"Proceedings of 5th International Conference on Climbing and Walking Robots(CLAWAR 2002). 17-24 (2002)
• [文献書誌] A.Fujii, N.Saito, K.Nakahira, A.Ishiguro: "Generation of an Adaptive Controller CPG for a Quadruped Robot with Neuromodulation Mechanism"Proceedings of 2002 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS 2002). 2619-2624 (2002)
• [文献書誌] M.Watanabe, Y.Fukuda: "Survival and axonal regeneration of retinal ganglion cells in adult cat"Prog.Retin.Eye Res.. 21(6). 529-553 (2002)
• [文献書誌] Yamamoto E, Horio N, Terasaki H, Miyake Y: "Evaluation of optic nerve function by flicker adaptation in optic nerve diseases"Neuro-Ophthalmology. 25. 35-41 (2002)
• [文献書誌] Terasaki H, Miyake Y, Niwa T, Kikuchi M, Suzuki T, Kondo M: "Focal macular electroretinogram before and after removal of choroidal neovascular lesions"Invest Ophthalmol Vis Sci. 43. 1540-1545 (2002)
• [文献書誌] Radner W, Sadda SR, Humayun MS, Suzuki S, Juan Jr E: "Increased spontaneous retinal ganglion cell activity in rd mice after neural retinal transplantation"Invest Ophthalmol Vis Sci. 43. 3053-3058 (2002)