脳に密着するオール有機物の頭蓋内電極を開発：医療機器ニュース

東北大学は、水分が70％以上のハイドロゲルを基材とするオール有機物の頭蓋内電極を開発した。ブタの摘出脳で接触インピーダンス測定をしたところ、安定した広域密着性を示し、脳に密着する頭蓋内電極としてその有効性を実証した。

[MONOist]

　東北大学は2019年9月17日、水分が70％以上のハイドロゲルを基材とするオール有機物の頭蓋内電極（オール有機物電極）を開発したと発表した。脳に密着する頭蓋内電極として、その有効性を実証した。同大学大学院工学研究科 教授の西澤松彦氏らの共同グループによる成果となる。

　炭素繊維と導電性高分子をハイドロゲルに組み合わせたオール有機物のため、生体組織と同じように柔らかく、体液や酸素なども透過する。柔らかく、ぬれた凸凹が存在する脳表面でも接着を保持する。ブタの摘出脳で接触インピーダンス（抵抗）測定をしたところ、安定した広域密着性を示し、シリコーンゴムに金属を配線した従来の頭蓋内電極（シリコーン電極）よりも高い脳波計測精度を示す可能性が示された。

　また、従来のシリコーン電極は、強磁場ではイメージングの邪魔（アーチファクト）が生じる傾向があった。オール有機物電極は、アーチファクトが生じず、発熱の可能性も低いため、脳活動マッピングの精度向上に有効なMRIとの併用が期待できる。

　さらに、ラットとブタを用いた脳波計測では、シリコーン電極と同様の脳波データを得られた。脳波スペクトル解析では、シリコーン電極よりもシグナル／ノイズ（S／N）比が優れており、より高精度な脳波計測に適していることが示唆された。

　オール有機物電極の実用化により、難治性てんかんの外科手術の発展が期待される。今後は、各種安全試験を実施し、臨床試験を進めるとしている。

オール有機物電極のイメージ（クリックで拡大） 出典：東北大学

従来のシリコーン電極とオール有機物電極の曲面密着性能の比較（クリックで拡大） 出典：東北大学

a）ブタの摘出脳への密着性比較、b）電極の交流インピーダンス：生理食塩水中（実線）、脳上（点線）（クリックで拡大） 出典：東北大学

小動物用MRIによるマウス脳上の電極のイメージング（クリックで拡大） 出典：東北大学

動物の脳波計測におけるオール有機物電極（青）とシリコーン電極（黒）の比較：a）ラット正常時、b）てんかんを薬剤で誘発したラット、c）ブタの正常時（クリックで拡大） 出典：東北大学