| 研究課題/領域番号 |
15H03547
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
三木 則尚 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70383982)
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| 研究分担者 |
小茂鳥 潤 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30225586)
菅野 義彦 東京医科大学, 医学部, 教授 (30276232)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 人工臓器 / マイクロ・ナノ工学 / 医療機器 / 実装技術 / インプラント |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、その小ささ、スケール効果を生かしたマイクロ・ナノ医療デバイスを実用化するための実装技術を、生体・デバイス間の界面、ならびにシステムの２点について実験的に調査し、体系化することを目的としている。平成28年度は、具体的には、ナノ多孔質ポリマ膜と金属マイクロ流路を積層した、インプラント人工透析装置を研究対象とし、その血液成分とのインタラクション、ならびに腎不全ラットを用いたin vivo実験による治療方法の検討を行った。
まず血液成分とのインタラクションでは、電解エッチング、放電加工、機械加工など異なる加工方法により形成した金属表面上への血液成分の付着について評価を行った。表面粗さが小さいほど、血液成分の付着が低減できることが実験的に明らかになった。その成果を国内学会で発表、特許申請を行った。
次に腎不全ラットを用いたin vivo実験について、ラット頚動脈ならびに大腿静脈をデバイスに接続する手術プロトコルを確立し、5時間の透析実験を行った。腎不全ラットは腎臓への血管を結紮している。人工透析装置は、透析液を用いない血液濾過モードでの実験である。その結果、濾液が血液成分と同じであり、かつアルブミンの流出は防がれていることが明らかになった。想定した濾液量が確保され、これは層数を変化させても同じであった。腎不全ラットにデバイスを接続しない場合は、クレアチニン濃度は単調に増加したが、デバイスを接続することによりクレアチニンの増加を大幅に低減できた。以上の成果を国際論文誌で発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
ラットを用いたin vivo実験が順調に進み、デバイス性能評価が行え、かつ想定したとおりの性能を有することが明らかになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
in virto実験期間を90日まで延長し、金属流路表面、透析膜表面への血液成分の付着について評価する。特に血液への抗凝固剤や、抗血小板剤などを添加した場合の生体膜形成について実験的に評価する。
壁面加工方法を含めたデバイス設計を確定し、中型動物実験の準備に入る。手術を含めた実験プロトコルの確立を行う。実用化に向けた評価項目、ならびにその評価手法を網羅できるよう綿密な検討を行う。
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