人に移植可能な1チップ薄膜化人工眼の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14205051
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 栗野 浩之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70282093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 俊明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90191858) ; 玉井 信 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90004720) ; 小柳 光正 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60205531) ; 沈 正七 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00333849)
• Keywords: 人工眼 / 義眼 / 3次元集積化技術 / 集積回路 / 実装技術 / 医療 / 半導体 / 医工学

Research Abstract

現在、高齢化社会の進行に伴って、加齢黄斑変性症(Age-related Macular Degeneration)や糖尿病に起因する網膜色素変性症(Retinitis Pigmentosa)の患者が急激に増えており、全世界で1000万人を超えるとも言われる患者がこれらの病気により失明している。これらの病気は光を電気信号に変換する杆体や錐体と呼ばれる視細胞が侵されることによって発症し,神経節細胞などの細胞には病症は認められていない。このような病気による失明者のため現在人工眼の研究が世界各地で進められている。これらの治療のために本研究ではこのような失明者のために超薄膜化して裏面に網膜刺激電極を有する新しい人工眼の開発を目指している。
本年度は研究の初年度であり、研究計画書にあるように電極部の試作とinvitroでの刺激条件の検討を中心に研究を進めた。まず、in vivo動物実験のための刺激電極の試作を2度行った。また刺激電極と外部装置を接続するポリイミド製ケーブルも試作した。試作した電極は2mm角のSi製で4×4のPt電極が形成されており、電極はSi基板を貫通し、裏面よりポリイミドケーブルヘと接続する。この試作電極について生物・臨床医学グループと検討を行い、設計を改良、再試作を進めている。またinvitroによる刺激条件の検討では、ラットの眼球を摘出し、視神経に検出電極を挿入して光刺激による1.5μVの視神経電位の検出に成功した。現在さらに電気刺激による神経電位検出のための実験を進めている。さらに生体適合性材料の検討のため半導体プロセスで使用する様々な材料の上での細胞の培養試験を進めている。

Research Products

• [Publications] 栗野浩之, 渡部泰一郎, 小滝理之, 中村共則, 佐藤新, 小柳光正: "3次元積層型人工眼チップの研究"日本機械学会東北大支部第38期総会・講演会. No.022・1(発表予定). (2003)
• [Publications] 渡部泰一郎, 小滝理之, 中村共則, 山田裕介, 沈正七, 栗野浩之, 小柳光正: "三次元集積化技術を用いた人工眼チップの研究(2)"第63回応用物理学会学術講演会(秋季)講演予稿集. No.3. 1152-1152 (2002)
• [Publications] 小滝理之, 渡部泰一郎, 中村共則, 山田裕介, 沈正七, 栗野浩之, 小柳光正: "三次元集積化技術を用いた人工眼チップの研究(1)"第62回応用物理学会学術講演会(春季)講演予稿集. No.3. 1301-1301 (2002)