＂管足＂を利用した新しい移動方法を有するマイクロ体内ロボットの開発

次世代の医療技術としてカプセル内視鏡などのマイクロ体内ロボットが高く期待されている．本研究ではマイクロ体内ロボットの新しい移動方法として，ヒトデなどの棘皮動物が有する"管足"に着目している．管足は柔軟な筒状の器官であり，その内部に液体を出し入れすることで変形する．管足の片側には液体を移送するための袋状の瓶嚢が，もう片方には吸盤があり対象物に吸着することができる．瓶嚢を送液機能，管足を変形機能，吸盤を吸着機能とする管足アクチュエータを開発し，マイクロ体内ロボットの移動方法に利用することで臓器の隙間をかき分けるような移動が可能となる．マイクロ体内ロボットの移動方法としては体外で発生させた磁場を利用する方法が検討されているが，この方法では意図しない磁場が発生した場合にロボットが臓器に衝突することで臓器が傷つく可能性が考えられる．また，ロボットを一定の場所に停留させるためには複雑な磁場制御が必要である．この管足アクチュエータは液体の移送で変形する柔軟な構造であるため，臓器を傷つけることがない．また吸盤による吸着を利用するため，一定の場所に停留するために複雑な制御を必要としない．平成26年度は，昨年度の送液機能，変形機能の開発に引き続いて，吸着機能としての吸盤の開発を行った．吸盤は，管足部の先端に取り付けられ，内部が液体で満たされたときの管足部の変形により対象物に押し付けられる構造とした．この構造により管足部が変形状態から元の状態に戻るときに対象物への吸着が可能となる．吸盤には生体適合性と柔軟性が必要であるためシリコーン樹脂をその素材とし，ポリアセタール樹脂製の鋳型に流し込む鋳造方式で製作することで吸着を実現した．これまでに検討した機能を一体化した管足アクチュエータをマイクロ体内ロボットの周囲に複数配置し，それらを規則的に動作させることによって，体内での自由な移動が実現できる．

次世代の医療技術としてカプセル内視鏡などのマイクロ体内ロボットが高く期待されている．本研究ではマイクロ体内ロボットの新しい移動方法として，ヒトデなどの棘皮動物が有する"管足"に着目している．管足は柔軟な筒状の器官であり，その内部に液体を出し入れすることで変形する．管足の片側には液体を移送するための袋状の瓶嚢が，もう片方には吸盤があり対象物に吸着することができる．瓶嚢を送液機能，管足を変形機能，吸盤を吸着機能とする管足アクチュエータを開発し，マイクロ体内ロボットの移動方法に利用することで臓器の隙間をかき分けるような移動が可能となる．マイクロ体内ロボットの移動方法としては体外で発生させた磁場を利用する方法が検討されているが，この方法では意図しない磁場が発生した場合にロボットが臓器に衝突することで臓器が傷つく可能性が考えられる．また，ロボットを一定の場所に停留させるためには複雑な磁場制御が必要である．この管足アクチュエータは液体の移送で変形する柔軟な構造であるため，臓器を傷つけることがない．また吸盤による吸着を利用するため，一定の場所に停留するために複雑な制御を必要としない．平成26年度は，昨年度の送液機能，変形機能の開発に引き続いて，吸着機能としての吸盤の開発を行った．吸盤は，管足部の先端に取り付けられ，内部が液体で満たされたときの管足部の変形により対象物に押し付けられる構造とした．この構造により管足部が変形状態から元の状態に戻るときに対象物への吸着が可能となる．吸盤には生体適合性と柔軟性が必要であるためシリコーン樹脂をその素材とし，ポリアセタール樹脂製の鋳型に流し込む鋳造方式で製作することで吸着を実現した．これまでに検討した機能を一体化した管足アクチュエータをマイクロ体内ロボットの周囲に複数配置し，それらを規則的に動作させることによって，体内での自由な移動が実現できる．