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2008 年度 実績報告書

脊随損傷患者の血圧調節失調を克服するためのバイオニック血圧制御システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18100006
研究機関九州大学

研究代表者

砂川 賢二  九州大学, 医学研究院, 教授 (50163043)

研究分担者 廣岡 良隆  九州大学, 大学病院, 講師 (90284497)
樗木 晶子  九州大学, 医学研究院, 教授 (60216497)
戸高 浩司  九州大学, 大学病院, 講師 (40398061)
キーワードバイオニック医学 / 血圧制御 / 脊髄損傷 / 自動治療 / 生体医工学
研究概要

【目的】申請者は血圧情報で負帰還をかけて交感神経を電気刺激することで低血圧を防ぐ、バイオニック血圧制御システムの基盤技術開発に成功している。本研究はその基盤技術を利用し脊髄損傷患者(主として頸髄損傷患者)の生活の質と生命予後を著しく悪化させている起立性(体位性)低血圧を克服するバイオニック血圧制御システムの開発を目的とする。【進捗概要】動物実験で成功しているバイオニック血圧制御システムは腹腔神経神叢あるいは脊髄を負帰還電気刺激することで血圧を制御した。しかしながら、臨床応用のためにはできるだけ侵襲を少なくして自律神経を刺激し、血圧を制御することが望ましい。そのため、初年-2年次は体表を電気刺激することで脊髄反射を介して交感神経を刺激し、血圧を変動させることができることを明らかにした。3年次は、刺激部位、刺激電極の大きさ、刺激電流波形、電流幅、周波数等の刺激条件について動物実験を行った。さらに九州大学医学研究院倫理審査委員会の承認をうけて脊髄損傷患者で、その応用を試みた。その結果、適切な刺激条件や部位を用いることで経皮的なバイオニック血圧制御システムで、起立性低血圧を防ぐことができることが明らかになった。しかしながら、実用化には30-60分程度の安定した血圧制御が必要であり、そのためにはさらなる刺激部位や刺激条件の最適化が必要である。今後は長時間の安定した血圧制御を行うための刺激条件の最適化、および負帰還をかけるための血圧測定法の開発を行い、最終年度の実用化を目指す。これらの開発実績により先端医療開発特区(スーパー特区)(平成20-24年、代表:砂川賢二)に選定された。

  • 研究成果

    (61件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (26件) (うち査読あり 25件) 学会発表 (32件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Computationally managed bradycardia improved cardiac energetics while restoring normal hemodynamics in heart failure.2009

    • 著者名/発表者名
      Uemura K, et al
    • 雑誌名

      Ann Biomed Eng. 37

      ページ: 82-93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wavelet-based system identification of short-term dynamic characteristics of arterial baroreflex.2009

    • 著者名/発表者名
      Kashihara K, et al
    • 雑誌名

      Ann Biomed Eng. 37

      ページ: 112-128

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Therapeutic Neovascularization by Nanotechnology-Mediated Cell-Selective Delivery of Pitavastatin Into the Vascular Endothelium.2009

    • 著者名/発表者名
      Kubo M, et al
    • 雑誌名

      Arterioscler Thromb Vase Biol. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle-Mediated Delivery of Nuclear Factor κB Decoy Into Lungs Ameliorates Monocrotaline-Induced Pulmonary Arterial Hypertension.2009

    • 著者名/発表者名
      Kimura S, et al
    • 雑誌名

      Hypertension. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acquisition of Brain Na Sensitivity Contributes to Salt-Induced Sympathoexcitation and Cardiac Dysfunction in Mice With Pressure Overload.2009

    • 著者名/発表者名
      Ito K, et al
    • 雑誌名

      Circ Res. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Servo-Controlled Hind-Limb Electrical Stimulation for Short-Term Arterial Pressure Control.2009

    • 著者名/発表者名
      Kawada T, et al
    • 雑誌名

      Circ J. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of Tumor Necrosis Factor-α-Induced Interleukin-6 Expression by Telmisartan Through Cross-Talk of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ With Nuclear Factor κB and CCAAT/Enhancer-Binding Protein-β.2009

    • 著者名/発表者名
      Tian Q, et al
    • 雑誌名

      Hypertension. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-dependent changes of myocardial and systemic oxidative stress are dissociated after myocardial infarction.2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue T, et al
    • 雑誌名

      Free Radic Res. (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Soluble Flt-1 gene transfer ameliorates neointima formation after wireinjury in fit-1 tyrosine kinase-deficient mice.2009

    • 著者名/発表者名
      Koga J, et al
    • 雑誌名

      Arterioscler Thromb Vase Biol. 29

      ページ: 458-464

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High salt intake enhances blood pressure increase during development of hypertension via oxidative stress in rostral ventrolateral medulla of spontaneously hypertensive rats.2008

    • 著者名/発表者名
      Koga Y, et al
    • 雑誌名

      Hypertens Res. 31

      ページ: 2075-2083

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Azelnidipine decreases sympathetic nerve activity via antioxidant effect in the rostral ventrolateral medulla of stroke-prone spontaneously hypertensive rats.2008

    • 著者名/発表者名
      Konno S, et al
    • 雑誌名

      J Cardiovasc Pharmacol. 52

      ページ: 555-560

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Essential role of angiotensin II type la receptors in the host vascular wall, but not the bone marrow, in the pathogenesis of angiotensin II-induced atherosclerosis.2008

    • 著者名/発表者名
      Koga J, et al
    • 雑誌名

      Hypertens Res. 31

      ページ: 1791-1800

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondria-derived reactive oxygen species mediate sympathoexcitation induced by angiotensin II in the rostral ventrolateral medulla.2008

    • 著者名/発表者名
      Nozoe M, et al
    • 雑誌名

      J Hypertens. 26

      ページ: 2176-2184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local delivery of imatinib mesylate (STI571)-incorporated nanoparticle exvivo suppresses vein graft neointima formation.2008

    • 著者名/発表者名
      Kimura S, et al
    • 雑誌名

      Circulation. 118

      ページ: S65-70

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of Rho-kinase in the brainstem enhances sympathetic drive in mice with heart failure.2008

    • 著者名/発表者名
      Ito K, et al
    • 雑誌名

      Auton Neurosci. 142

      ページ: 77-81

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contrasting effects of presynaptic alpha2-adrenergic autoinhibition and pharmacologic augmentation of presynaptic inhibition on sympathetic heart rate control.2008

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto T, et al
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol. 295

      ページ: H1855-H1866

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reverse of age-dependent memory impairment and mitochondrial DNA damage in microglia by an overexpression of human mitochondrial transcription factor a in mice.2008

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, et al
    • 雑誌名

      J Neurosci. 28

      ページ: 8624-8634

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Muscle mechanoreflex augments arterial baroreflex-mediated dynamicsympathetic response to carotid sinus pressure.2008

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto K, et al
    • 雑誌名

      Am J Physiol Heart Circ Physiol. 295

      ページ: H1081-H1089

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liver X receptor activator downregulates angiotensin II type 1 receptor expression through dephosphorylation of Spl.2008

    • 著者名/発表者名
      Imayama l, et al
    • 雑誌名

      Hypertension. 51

      ページ: 1631-1636

  • [雑誌論文] Effects of valsartan or amlodipine on endothelial function and oxidative stress after one year follow-up in patients with essential hypertension.2008

    • 著者名/発表者名
      Hirooka Y, et al
    • 雑誌名

      Clin Exp Hypertens. 30

      ページ: 267-276

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SIRT1, a longevity gene, downregulates angiotensin II type 1 receptorexpression in vascular smooth muscle cells.2008

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki R, et al.
    • 雑誌名

      Arterioscler Thromb Vasc Biol. 28

      ページ: 1263-1269

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of anaesthesia-induced alterations in haemodynamics on in vivo kinetics of nitroxyl probes in electron spin resonance spectroscopy.2008

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi T, et al
    • 雑誌名

      Free Radic Res. 42

      ページ: 305-311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atorvastatin reduces oxidative stress in the rostral ventrolateral medulla of stroke-prone spontaneously hypertensive rats.2008

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 雑誌名

      Clin Exp Hypertens. 30

      ページ: 3-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of Mstl in tumor necrosis factor-alpha-induced apoptosis of endothelial cells.2008

    • 著者名/発表者名
      Ohtsubo H, et al
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun. 367

      ページ: 474-480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of the myocardial redox state by vagal nerve stimulation after experimental myocardial infarction.2008

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi T, et al
    • 雑誌名

      Cardiovasc Res. 77

      ページ: 713-721

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Azelnidipine has anti-atherosclerotic effects independent of its blood pressure-lowering actions in monkeys and mice.2008

    • 著者名/発表者名
      Nakano K, et al
    • 雑誌名

      Atherosclerosis. 196

      ページ: 172-179

    • 査読あり
  • [学会発表] Cholinergic stimulation by donepezil as a novel antiatherotic treatment2009

    • 著者名/発表者名
      Inanaga K, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-22
  • [学会発表] Mitochondrial DNA, a Novel Therapeutic Target for Heart Failure2009

    • 著者名/発表者名
      Ide T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-22
  • [学会発表] A novel anti-inflammatory effect of resveratrol through suppression of AngiotensinII-induced Hypertension and Interleukin-6 production2009

    • 著者名/発表者名
      Inanaga K, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-22
  • [学会発表] SIRT1, a Longevity Gene, Downregulates Angiotensin II Type 1 Receptor Expression.2009

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki R, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-22
  • [学会発表] Chronic Kidney Disease (CKD)Deteriorates Left Ventricular(LV) Diastolic Function, Promotes Remodeling and Synergistically Worsens Survival after Myocardial Infarction(MI).2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-22
  • [学会発表] Cholinergic Stimulation by Donepezil is a Novel Antiangiogenic approach.2009

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki R, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] Short-term Vagal Nerve Stimulation protects myocardium from ischemia-reperfusion (I/R)injury2009

    • 著者名/発表者名
      Ando M, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] Prolyl hydroxylase inhibitors attenuated acute inflammatory responses hypoxia-inducible factor independent manner2009

    • 著者名/発表者名
      Takeda K, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] Ras/p38 MAPK/ERK-activated Caspase 3-dependent Apoptotic Pathway in Rostral Ventrolateral Medulla Increases Sympathetic Nerve Activity in Hypertensive Rats2009

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] Intracerebroventricular-Infusion of Atorvastatin Reduces Sympathetic Nerve Activity by Inhibition of Rac1/NAD (P)H Oxidase and Upregulation ofMn-SOD in SHRSP2009

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] MAPK/ERK Pathway Plays a Major Role in Redox Sensitive Signal Transduction in the RVLM of SHRSP.2009

    • 著者名/発表者名
      Koga Y, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-21
  • [学会発表] Atorvastatin Attenuates Telomere-dependent and Independent Neural Cell Senescence in the Cardiovascular Center of Brainstem in Stroke-prone Spontaneously Hypertensive Rats2009

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] Enhanced brain Na sensitivity contributes to salt-inducedsympathetichyperactivation and deterioration of cardiac function in mice with LVH2009

    • 著者名/発表者名
      Ito K, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] Aldosterone and Salt Induces Hypertension Associated with Increased Oxidative Stress in the Brain of Apolipoprotein E Knockout Mice2009

    • 著者名/発表者名
      Araki S, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] Increased Oxidative Stress in Cardiovascular Center of Brain Stem Causes Sympatho-excitation in Dietary-induced Obesity Rat2009

    • 著者名/発表者名
      Konno S, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] Caspase 3-dependent Neural Cell Apoptosis and Telomere-dependent Senescence are Activated in the Cortex and Brainstem in Dietary-induced Obesity Rat2009

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      第73回日本循環器学会学術集会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] Transcutaneous bionic baroreflex system is widely applicable for preventing severe orthostatic hypotension in patients with cervical cordinjury2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Telmisartan Manifests Powerful Anti-inflammatory Effects Beyond Class Effects of Angiotensin II Type 1 Blocker by Inhibiting Tumor Necrosis Factor alpha-Induced Interleukin 6 Expressions through Peroxisome Proliferator Activated Receptory Activation.2008

    • 著者名/発表者名
      Ichiki T, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-12
  • [学会発表] Overexpression of Twinkle, a Mitochondria DNA Helicase, Ameliorates Cardiac Remodeling and Failure in Mice.2008

    • 著者名/発表者名
      Inoue T, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-10
  • [学会発表] Ras/Raf/p38 MAPK/ERK pathway is activated in the rostral ventrolateral medulla of stroke-prone spontaneously hypertensive rats2008

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-10
  • [学会発表] High-salt intake superimposed on left ventricular hypertrophy activates brain ENaC and leads to sympathetic hyperactivation and ventricular dysfunction2008

    • 著者名/発表者名
      Ito K, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-10
  • [学会発表] Overexpression Of Mitochondrial Transcription Factor A Protects Failing Myocardium From Oxidative Stress2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, et al
    • 学会等名
      Scientific Sessions 2008 of the American Heart Association
    • 発表場所
      Orland, U.S.A.
    • 年月日
      2008-11-10
  • [学会発表] Intelligent neural regulation in managing cardiovascular diseases.2008

    • 著者名/発表者名
      Sunagawa K.
    • 学会等名
      XVIIIth Meeting of the Cardiovascular System Dynamics Society
    • 発表場所
      Atlanta, U.S.A.
    • 年月日
      2008-09-28
  • [学会発表] Neural apoptosis in the vasomotor center of brainstem impairs baroreflex sensitivity in hypertensive rats.2008

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      XVIIIth Meeting of the Cardiovascular System Dynamics Society
    • 発表場所
      Atlanta, U.S.A.
    • 年月日
      2008-09-28
  • [学会発表] Noninvasive Transcutaneous Bionic Baroreflex System Prevents Severe Orthostatic Hypotension in Patients with Spinal Cord Injury2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, et al
    • 学会等名
      30^<th> Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2008-08-22
  • [学会発表] Sympatho-inhibitory effect of atorvastatin due to anti-senescence and attenuation of impaired neurogenesis in RVLM of SHRSP2008

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-09
  • [学会発表] Azelnidipine inhibits the sympathetic nerve activity and improves baroreflex control of heart rate via anti-oxidant effect in the rostral ventrolateral medulla.2008

    • 著者名/発表者名
      Konno S, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-08
  • [学会発表] Rinin-angiotensin system and NAD(P)H oxidase activation in the rostral ventrolateral medulla are involved in the further blood pressure elevation on high sodium diet in spontaneously hypertensive rats.2008

    • 著者名/発表者名
      Koga Y, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-07
  • [学会発表] High salt intake deteriorates cardiac function of hypertrophied heart, possibly via excessive sympathetic drive.2008

    • 著者名/発表者名
      Ito K, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-07
  • [学会発表] Impaired neurogenesis and activated caspase 3-dependent apoptosis pathway in the rostral ventrolateral medulla causes hypertension instroke-prone spontaneously hypertensive rats2008

    • 著者名/発表者名
      Kishi T, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-07
  • [学会発表] Olmesartan reduces oxidative stress in the brains of stroke-prone spontaneously hypertensive rats as measured by an in vivo ESR method.2008

    • 著者名/発表者名
      Araki S, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-06
  • [学会発表] Noninvasive Transcutaneous Bionic Baroreflex System Prevents Severe Orthostatic Hypotension in patients with Spinal Cord Injury.2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, et al
    • 学会等名
      Experimental Biology 2008
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2008-04-06
  • [産業財産権] Cardiovascular disease therapy device2009

    • 発明者名
      Sunagawa K, et al
    • 権利者名
      九州大学
    • 産業財産権番号
      米国特許出願番号 : 61/161456
    • 出願年月日
      2009-03-19
    • 外国
  • [産業財産権] 経皮的電気刺激による血圧安定化システム2008

    • 発明者名
      砂川賢二, 他
    • 権利者名
      九州大学
    • 産業財産権番号
      台湾特許出願番号 : 97139667
    • 出願年月日
      2008-10-15
    • 外国
  • [産業財産権] 経皮的電気刺激による血圧安定化システム2008

    • 発明者名
      砂川賢二, 他
    • 権利者名
      九州大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2008/002922
    • 出願年月日
      2008-10-15

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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