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2016 年度 実施状況報告書

電気刺激とアクチュエーター制御による焦点合わせが正確な調節可能眼内レンズの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K15634
研究機関大阪大学

研究代表者

不二門 尚  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (50243233)

研究分担者 三橋 俊文  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (20506266)
神田 寛行  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50570248)
三好 智満  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (70314309)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード調節 / 調節可能眼内レンズ / ハイドロゲルアクチュエーター / 経強膜電気刺激 / 水晶体 / 毛様体 / 虹彩 / 豚眼
研究実績の概要

老視は加齢による眼の焦点調節の機能の喪失で、世界中で数10億人の老齢人口が確実に被る感覚器に関した問題といえる。これまでも調節の機能再生として様々な調節可能眼内レンズ(IOL)が提案されてきたが、満足なIOLは得られていない。従来の試みでは、ほとんどが毛様体の機能を利用した、水晶体のレンズ部分の入れ替えのみで調節機能を復活させることを試みているが、研究や臨床試験の結果をみてもわかるように、この方法では調節機能の再生は非常に困難と考えられる。そこで、本研究では、人工的な力を利用した調節可能IOLの開発を試みている。H28年度の研究で、調節を精密にコントロールできる調節可能眼内レンズ(IOL)の開発を目的としてionic polymer metal composite(IPMC) アクチュエーターを用いた調節可能IOL試作した。本研究では、これまで人工レンズの開発は行っていないため、摘出した豚眼の水晶体を調節可能レンズの媒体として使用した。動作測定は、眼の内部と同じ環境にするために、生理食塩水中で調節可能眼内レンズが測定できるチャンバーを製作して行った。動作はアクチュエーターの変位量をレーザー干渉計で測定、IOLの屈折量の変化をシャックハルトマン波面センサーで測定した。
この実験の結果、人眼内で可能な印加電圧(±1.2 V)で1.15ディオプター(D)の調節力が得られた。この調節量は人眼の調節量と比較すると小さいが、今後の人工水晶体レンズの開発で調節量を増やしていくことが可能と考えている。他の調節可能IOLと比較すると、安全性を確保できる技術により確実にある程度の調節量が達成できたことから、貴重な成果と考えている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

H28年度の研究は、アクチュエーターによる節可能レンズの試作とその試験に時間を費やしたため、調節信号の発生やシステム化した場合の評価ができなかった。

今後の研究の推進方策

H29年度には、近年自動運転技術で脚光を浴びているTime of Flight カメラ(画像距離センサーとして機能する)を用いて調節信号を生成し、実際に調節可能IOLと組み合わせた実験モデルを作って効果の実証実験を行う。
また、調節可能IOL自体は、現状ではホールダーに取り付け、ホールダーでアクチュエーターの支持も行っているため、実際に動物眼などに入れて実験することができなかった。H29 年度には、調節可能IOLとしてパッケージしたレンズを作ることも目標とする。

次年度使用額が生じた理由

H28年度は調節可能IOLの光学部分の試作と評価に時間を費やしたため、調節信号を作るなどのシステム部分の研究は行えなかった。それによりシステム化で必要な電気部品、光学部品などの消耗品を購入しなかったため、研究費が消化できなかった。

次年度使用額の使用計画

H29年度にはTime of Flight Cameraやそれに付随してシステムの試作に必要な光学部品、機械部品を購入する(40万円)
また実験を行う、本研究の研究代表者の不二門教授の研究室への旅費(5万円×4回=20万円 )の支出を予定している。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Voltage-Controlled IPMC Actuators for Accommodating Intra-Ocular Lens Systems2017

    • 著者名/発表者名
      2.Testsuya Horiuchi, Toshifumi Mihashi, Takashi Fujikado, Tetsuro Oshika, Kinji Asaka
    • 雑誌名

      Smart Mater. Struct.

      巻: 26(4) ページ: 045021 (6pp)

    • DOI

      10.1088/1361-665X/aa61e8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voltage-controlled accommodating IOL system using an ion polymer metal composite actuator.2016

    • 著者名/発表者名
      1.Tetsuya Horiuchi, Toshifumi Mihashi, Takashi Fujikado, Tetsuro Oshika, Kinji Asaka.
    • 雑誌名

      Opt Express

      巻: 24(20) ページ: 23280-23288

    • DOI

      10.1364/OE.24.023280

    • 査読あり

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公開日: 2018-01-16  

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