| 研究課題/領域番号 |
26462592
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| 研究機関 | 旭川医科大学 |
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研究代表者 |
片田 彰博 旭川医科大学, 医学部, 講師 (90281899)
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| 研究分担者 |
野村 研一郎 旭川医科大学, 医学部, 助教 (00466484)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 機能的電気刺激 / 声門閉鎖運動 / 埋め込み型電極 / 神経再支配 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、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、機能的な声帯運動を回復させることである。まず、声門閉鎖筋である甲状披裂筋を長期間刺激するための埋め込み型電極を用意した。電極は縦8mm、横12mm、厚さ0.8mmのシリコンシートに直径1mmの電極を縦に2個、横に3個で計6個配置した。甲状披裂筋に対して単極刺激と双極刺激の異なる刺激モードが使えるように、不関電極を刺激する筋から離れた部位に設置できるようにした。
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。経口的に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動物では、小さな電気刺激でも大きな声門閉鎖運動が効率的に誘発され、その運動量の調節も非常に容易であった。一方、神経吻合をおこなわなかった再支配群の動物では、電気刺激によって声門閉鎖運動を誘発することは可能であるが、より強力な電気刺激が必要であった。さらに、体内に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、埋込期間が1ヶ月以上になると電極の損傷が多く、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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| 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
電気刺激による声帯運動の回復を臨床応用するためには、長期間にわたって体内に留置可能な電極と刺激発生装置が必要である。我々は、人工内耳のシステムのように、刺激発生装置そのものは体外にあり、経皮的に体内の電極を駆動するシステムが理想的であると考えている。このシステムは刺激発生装置が対外にあるため、心臓ペースメーカーのように入れ替えを必要としない。さらに、患者はその必要性に応じ使用状況を容易に変更することもできる。このシステムの開発には電気機器専門メーカーの協力が不可欠であり、現在我々は地元企業との共同開発をすすめている。
まずは埋め込み電極の長期間留置に問題ないことを確認してから、刺激装置とどのように接続していくのか検討をすすめていく計画であった。しかし、これまで試した電極には長期間の留置による破損が多く認められている。そのために、経皮的刺激発生装置の開発にも遅れが生じている。長期間の体内留置によって破損がおこらないような電極の改良や埋込方法の工夫が急務である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、障害された喉頭機能を正常に近い状態に回復させる治療法の確立を目標としている。これまでの研究成果から、筋収縮の誘発に理想的な電気刺激パメーターや刺激電極の形状などがあきらかになっている。
現状における最大の問題が埋込による電極の破損であることから、電極の改良と破損しにくい埋込方法の工夫によって、安定した長期留置を可能にすることを当面の目標とする。それが可能となれば、長期間にわたる電気刺激の有効性と安全性を確認することができ、筋線維自体に及ぼす影響や神経再支配に対する影響についても詳細に検討することが可能になると考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
埋込電極の破損が多く、改良と工夫が必要である。この問題が解決されていないため、すでにおこなう予定であった経皮的刺激装置の開発と装置の実用試験が行えなくなっている。そのために、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
当初の計画を遂行するためには、電極の改良や埋込方法の工夫が必要である。共同開発をおこなっている企業では、電極の改善とあわせて新しい経皮的刺激装置の試作器が近々に完成予定である。それらの電極や刺激装置の購入するために研究費を使用する予定である。
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