文献情報
文献番号
200812019A
報告書区分
総括
研究課題名
分散型ナノ植え込み機器を活用した慢性心不全患者の統合的デバイス治療の開発
課題番号
H19-ナノ・一般-009
研究年度
平成20(2008)年度
研究代表者(所属機関)
杉町 勝(国立循環器病センター 研究所 先進医工学センター 循環動態機能部)
研究分担者(所属機関)
- 高木 洋(国立循環器病センター 研究所 先進医工学センター 循環動態機能部 )
- 上村 和紀(国立循環器病センター 研究所 先進医工学センター 循環動態機能部 )
- 宍戸 稔聡(国立循環器病センター 研究所 先進医工学センター 循環動態機能部 )
- 河野 隆二(横浜国立大学大学院 工学大学院)
- 西澤 松彦(東北大学大学院 工学研究科)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 医療機器開発推進研究（ナノメディシン研究）
研究開始年度
平成19(2007)年度
研究終了予定年度
平成21(2009)年度
研究費
40,991,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
心疾患死亡は先進各国の死因首位を占め、慢性心不全治療の確立が死亡減少の鍵を担う。植え込み除細動器などの機器治療の効果が期待され、実際に生存率向上（MADIT II）が認められた。そこで本研究では、開発中を含め多種の心不全治療機器を協調統合するために、微小分散デバイスを開発し統合心不全治療を開発する。
研究方法
微小分散デバイス開発には、生体発電と生体内通信が必要である。グルコース燃料電池は理論上、半永久動作するが電極安定性の問題からすぐには開発が困難な状況である。また生体内通信も省電力化の問題が容易には解決できない。そこで本研究では、基盤技術の開発を進めつつ、ボタン電池動作（数日程度）により微小分散デバイスを試作し、ICDと協調動作する、不整脈検知、心室再同期治療、迷走神経刺激、モニタの各機能を開発した。
結果と考察
１．選定した高CMRR計装アンプと微小マイコン、ボタン電池を用いた微小ペースメーカを試作した。またオンラインのプログラム書き換えを実現した。２．心室細動の高速検知アルゴリズムを実装し記録した細動波形で検証した。３．発電：グルコース燃料電池を注射針内に実装し発電実験を行った。表面の抗血栓処理を施し、血管内での発電実験を行った。電池直列結合のために間欠的に燃料を補給する機構、発電可能時間を延長するために生分解性高分子を用いた時差式発電を試作した。通信：複数機器間の送受信方式とアクセス制御プロトコルの改良をシミュレーションと動物実験により行った。心機能モニタ、不整脈検知をめざして無線測距を開発したが、分解能向上と計算負荷の低減が必要である。
基盤技術が完成すれば、除細動以外の心不全治療を統合的に分散デバイスに担当させ、スパゲッティ状態、信頼性低下、静脈閉塞を防ぐことができる。欧米の企業でも全く試みておらず絶大なインパクトをもたらす。
基盤技術が完成すれば、除細動以外の心不全治療を統合的に分散デバイスに担当させ、スパゲッティ状態、信頼性低下、静脈閉塞を防ぐことができる。欧米の企業でも全く試みておらず絶大なインパクトをもたらす。
結論
微小分散デバイス開発に必要な生体発電と生体内通信にはまだクリアすべき課題がある。グルコース燃料電池は理論上、半永久動作するが実際には電極安定性の問題からそうではない。また生体内通信はUWBを用いても省電力化の問題が容易ではない。そこで基盤技術の開発を進めつつ、ボタン電池動作（数日程度）により微小分散デバイスを試作し、ICDと協調動作する、不整脈検知、心室再同期治療、迷走神経刺激、モニタの各機能を開発した。今後、既存技術を組合せ小型化をめざす予定である。
公開日・更新日
公開日
2011-05-30
更新日
-