硬い線維化腫瘍破砕のための超音波印加パルスジェットを用いた手術機器開発

高圧水流を利用した液体ジェットは、熱・粉塵の発生がなく、石や金属などの加工に用いられる切削技術である。本技術を医療に転用され血管温存下に臓器切開・破砕可能という特徴を有している。我々は、これを微小パルス流として発生する技術を2001年に開発した。神経・血管温存下の腫瘍破砕が可能とするパルスジェットメスの高い組織選択性を利用し、これまでに、神経膠腫や下垂体腺腫に対する摘出術において、摘出率の向上と出血量の減少を報告し、安全性と有効性を示してきた。しかし、線維化した硬い腫瘍に対しては有効な破砕が得られなかった。これに対し、射出される液滴径を減じることで、腫瘍内の線維成分の隙間に射出液滴が進入できるという仮説を立て、射出されるジェット流に超音波を印加し液滴を微粒化することで、組織内浸透性と局所破砕能向上を企図するものである。本年度の研究期間内に超音波振動素子を作成し、射出するジェット液滴を微粒化させることを企図。振動素子の形状や大きさなどを選択し、最適な射出条件を検討した。次年度以降、本条件をもとに模擬モデルを用いた実験に移行する。超音波印加による射出ジェット流の微粒化の知見は従来の手術機器ではなし得なかった線維化癒着病変の最大限摘出と機能温存を企図する点で学術的独自性と創造性をもつ。これは、硬い頭蓋内腫瘍の破砕のみにとどまらず、他科手術時の臓器癒着病変の安全な剥離、薬液の皮下浸潤投与技術の向上など、ヘルスケアや基礎研究まで広い波及効果を見込むものである。

高圧水流を利用した液体ジェットは、熱・粉塵の発生がなく、石や金属などの加工に用いられる切削技術である。本技術を医療に転用され血管温存下に臓器切開・破砕可能という特徴を有している。我々は、これを微小パルス流として発生する技術を2001年に開発した。神経・血管温存下の腫瘍破砕が可能とするパルスジェットメスの高い組織選択性を利用し、これまでに、神経膠腫や下垂体腺腫に対する摘出術において、摘出率の向上と出血量の減少を報告し、安全性と有効性を示してきた。しかし、線維化した硬い腫瘍に対しては有効な破砕が得られなかった。これに対し、射出される液滴径を減じることで、腫瘍内の線維成分の隙間に射出液滴が進入できるという仮説を立て、射出されるジェット流に超音波を印加し液滴を微粒化することで、組織内浸透性と局所破砕能向上を企図するものである。本年度の研究期間内に超音波振動素子を作成し、射出するジェット液滴を微粒化させることを企図。振動素子の形状や大きさなどを選択し、最適な射出条件を検討した。次年度以降、本条件をもとに模擬モデルを用いた実験に移行する。超音波印加による射出ジェット流の微粒化の知見は従来の手術機器ではなし得なかった線維化癒着病変の最大限摘出と機能温存を企図する点で学術的独自性と創造性をもつ。これは、硬い頭蓋内腫瘍の破砕のみにとどまらず、他科手術時の臓器癒着病変の安全な剥離、薬液の皮下浸潤投与技術の向上など、ヘルスケアや基礎研究まで広い波及効果を見込むものである。