ホロファイバー型神経再生型電極開発に関する基礎的研究

神経線維を一旦切断し、その再生する経路に電極を多数配置することで,個々の神経線維に対して電極の接続を可能とする電極としてシーブ電極がある.これまでのシーブ電極は2次元構造であるため,密集した神経線維と接続した電極から外部への配線が困難であった.このような問題を解消するために本研究では,マルチ材料を3次元造形することが可能なFIB-CVD法を用いて神経線維の再生経路と電極を中空糸状に形成し,同時に,配線を立体配置する手法を提案し、電極の作成を試みた.本年度は、デバイスの試作と,培養神経系細胞を用いたin vitro実験での検討を行った.FIB-CVD法は前駆ガス雰囲気中でGaイオンビームを走査することによりサブμmレベルの構造体を堆積させるもので、前駆ガスによってdiamond-like carbon (DLC), W, Pt, SiO2などの材料の選択が可能であり、また、走査パターンをチューブ状にして、前駆ガスにフェナントレンを選択すると,方向,大きさなどが自由な中空構造で、材質がPLCであるカーボンマイクロチューブ(CMT)を造形する事が可能である。本研究では、これ(CMT)を再生軸索の再生経路として用いた.また、配線は前駆ガスを換え、タングステンをカーボンマイクロチューブを避け、線状に堆積する事により実現した。本法を用い、再生型電極のプロトタイプとして、神経線維束を導くガラスキャピラリー先端に各神経線維を通す内径約3.2μmの複数のCMTが造形された電極構造を作成した。現在、このガラスキャピラリー内に神経系細胞であるPC12細胞と神経成長因子(NGF)を含んだ培地を充填し、PC12培養細胞が伸張した軸索をCMT内に誘導し、通過させる事を目的とした評価実験を行っており、材料の選択や培地のNGF濃度、CMTの最適な程等に関して検討を加えているところである。

神経線維を一旦切断し、その再生する経路に電極を多数配置することで,個々の神経線維に対して電極の接続を可能とする電極としてシーブ電極がある.これまでのシーブ電極は2次元構造であるため,密集した神経線維と接続した電極から外部への配線が困難であった.このような問題を解消するために本研究では,マルチ材料を3次元造形することが可能なFIB-CVD法を用いて神経線維の再生経路と電極を中空糸状に形成し,同時に,配線を立体配置する手法を提案し、電極の作成を試みた.本年度は、デバイスの試作と,培養神経系細胞を用いたin vitro実験での検討を行った.FIB-CVD法は前駆ガス雰囲気中でGaイオンビームを走査することによりサブμmレベルの構造体を堆積させるもので、前駆ガスによってdiamond-like carbon (DLC), W, Pt, SiO2などの材料の選択が可能であり、また、走査パターンをチューブ状にして、前駆ガスにフェナントレンを選択すると,方向,大きさなどが自由な中空構造で、材質がPLCであるカーボンマイクロチューブ(CMT)を造形する事が可能である。本研究では、これ(CMT)を再生軸索の再生経路として用いた.また、配線は前駆ガスを換え、タングステンをカーボンマイクロチューブを避け、線状に堆積する事により実現した。本法を用い、再生型電極のプロトタイプとして、神経線維束を導くガラスキャピラリー先端に各神経線維を通す内径約3.2μmの複数のCMTが造形された電極構造を作成した。現在、このガラスキャピラリー内に神経系細胞であるPC12細胞と神経成長因子(NGF)を含んだ培地を充填し、PC12培養細胞が伸張した軸索をCMT内に誘導し、通過させる事を目的とした評価実験を行っており、材料の選択や培地のNGF濃度、CMTの最適な程等に関して検討を加えているところである。