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本研究の目的は、障害された喉頭機能を回復させるために、麻痺している喉頭の筋に電気刺激を加えて筋収縮を誘発し、固定している声帯を再運動化させることである。
まず、声門閉鎖筋である甲状披裂筋を長期間しげきするための埋め込み型電極をデザインした。電極は縦8㎜、横10㎜、厚さ1㎜のシリコンシートに直径1㎜の電極を2列に6個配置した。この電極で実際に声門閉鎖運動が誘発できるのか検討するために、イヌの声帯麻痺モデルを作成した。モデル動物は反回神経を切断した直後に再吻合した喉頭筋再支配モデルと反回神経切断後に吻合をおこなわない喉頭筋脱神経モデルの2群にわけ、電気刺激によって誘発される声門閉鎖運動の違いについて検討した。神経切断から3ヶ月後に声帯が固定していることを確認して、麻痺側の甲状披裂筋の表面に埋め込み型電極を留置した。口から硬性内視鏡を挿入し、電気刺激で誘発される声門閉鎖運動をビデオに記録して解析した。
切断後に神経吻合をおこなった再支配群の動物では、小さな電気刺激で大きな声門閉鎖運動が誘発され、その調節は容易であった。一方、神経吻合をおこなわなかった再支配群の動物でも電気刺激によって声門閉鎖運動を誘発することはできるが、より大きな電気刺激が必要であり、その調節も容易ではなかった。長時間の強制的な筋収縮では筋の疲労現象が誘発される。我々のモデル動物では、電気刺激が120秒を越えても十分な声帯運動を誘発できていた。最終年度に実施した研究では、この機能的電気刺激による声帯運動の誘発を声帯麻痺の治療として臨床応用するために、長期間埋め込まれた電極が損傷されることなく、有効に作用し続けるのか確認した。その結果、長期間の埋込によって電極は損傷することが多く、電極の形状や留置する位置についてはさらなる改良と工夫が必要であると思われた。
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