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

开发使用超声波脉冲射流粉碎硬纤维化肿瘤的手术设备

• 批准号: 22K09249
• 负责人: 川口 奉洋
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09249/
• 关键词: パルスジェットメス; 下垂体腫瘍; 超音波; 神経内視鏡; 新規医療機器開発

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。

液体喷射使用高压水流，是一种不产生热量或粉尘的切割技术，用于加工石头、金属等。该技术已应用于医疗领域，具有能够在保留血管的同时切开、粉碎器官的特点。 2001 年，我们开发了一种技术，可以产生微小的脉冲流。据报道，利用脉冲喷射手术刀的高组织选择性，可以在保留神经和血管的同时破碎肿瘤，从而提高神经胶质瘤和垂体腺瘤切除手术中的切除率并减少出血量。已被证明是安全有效的。然而，不可能有效地粉碎纤维化硬肿瘤。另一方面，我们假设通过减小喷射液滴的直径，喷射的液滴将能够进入肿瘤内纤维成分之间的间隙，并且我们对喷射的射流施加超声波以雾化液滴。这样做的目的是提高组织通透性和局部压碎能力。计划是在今年的研究期间创建一个超声波振动元件，并将喷射的液滴雾化。我们选择了振动元件的形状和尺寸，并考虑了最佳的注射条件。从明年开始，我们将继续使用基于这些条件的模拟模型进行实验。利用超声波将喷射射流雾化的知识具有学术独创性和创造性，其目的是尽可能去除纤维化粘连病灶并保留其功能，这是传统手术设备无法实现的。预计这不仅会对颅内硬质肿瘤的粉碎产生广泛影响，还会对医疗保健和基础研究产生广泛影响，例如在其他外科手术中安全去除器官粘连病灶以及皮下浸润给药技术的改进用于药物溶液。