外部刺激により調整可能な突発性脊椎側弯症のためのインプラントデバイスの開発

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K13859
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 中村 太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (50315644)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 脊椎側弯症 / 人工筋肉 / 機能性流体

研究実績の概要

本研究では、成長期における重度の脊椎側弯症に対する矯正固定術のために、熱や磁界等の外部刺激により特性が変化する機能性材料を用いた可変調節インプラントデバイスを開発する。本デバイスの開発によって、多くの切開手術をすることなく、成長に合わせて外部刺激によりインプラントの調整が可能となり、患者の負担が劇的に減少する。
現在本研究プロジェクトは医師、義手装具士、メーカとの共同研究で遂行されている。この中で、本プロジェクトでは将来的にはインプラントデバイスを開発する前段階として、脊柱部の側弯を外部から強制するためのコルセットを開発していく方針となった。
基本的に従来のコルセットは基本的に24時間装着することが望ましいが、従来のコルセットは固いプラスティック製のコルセットを腰部から胸部にかけて捩じりながら締め上げることで矯正しており、患者にとっては窮屈で長時間の使用に不向きであった。また外見も目立ってしまい、装具として好ましい形態とはいいがたい。
そこで本プロジェクトでは、人工筋肉やMRデバイスといったスマートデバイスを用いて外見がスマートで空気圧や電磁場等による外部刺激によって容易に調整可能なコルセットを開発する。特に、患者に思春期の女性を多くいることを考慮し、従来のコルセットに比べ、メッシュ素材やゴム素材を多用することで下着感覚での矯正が可能となるような装具を目指している。現在、一部に固い骨格の残すものの大半が柔軟素材で構成することが可能となる装具が完成しており、2017年度中に実際の患者への試着を試みる予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

装着具の腰部固定装置の開発に時間がかかり若干研究の進展が遅れている。

今後の研究の推進方策

本年度は、薄型軽量のスマートなコルセットの開発を目指し、以下の手順で研究を推進する。
①　脊椎側弯症のための人工筋肉とメッシュ素材・ゴム素材等を用いた薄型コルセットを開発する。この際、医師・義手装具士・メーカとの連携により腰部から胸部にかけての捻転を矯正するようにトルクをかけるアイディアについて複数提案する。
②　マネキンに提案されたコルセットを装着し、人工筋肉による調整機能の効果と、体幹のトルクについて計測する。
③　患者にコルセットを装着し、装着感や圧迫感等のアンケートを行い、実証実験に入る。

次年度使用額が生じた理由

腰部固定装置の設計に時間がかかりその使用額を次年度に繰り越した。

次年度使用額の使用計画

腰部固定装置と軽量のコルセットの開発費（含外注）に使用する。