医療材料・機器工学

本部門は、多くの臨床科と共同研究を進め、臨床応用を念頭においた医療機器・医療材料に関する研究開発、および基盤となる工学的基礎研究を進めている。
優れた医療機器を実現する上で、優れた医療材料は欠くことができない要素である。本部門では、生体適合性に優れ、腹腔鏡や内視鏡下で注入可能なハイドロゲル(injectable hydrogel)の開発と、再生医療・組織工学の足場材料、薬物徐放担体、腹膜癒着防止材、止血材、狭窄防止材などへの応用研究を行っている。さらに、生分解性膜・シート材料、カプセル材料、バイオインクなどへの展開を図っている。また様々な医用微粒子の開発を行い、ドラッグデリバリーシステム担体や人工酸素運搬体への応用研究を行っている。
医療機器の研究としては、ロボット技術を活用した医工連携研究を行っている。手術スキルなどの医療スキルを定量的に抽出し、そのスキルを医療支援ロボットシステムに搭載する手法を開発しており、自動化などの更に知的な支援も研究している。医療支援としては、顕微鏡下手術支援や内視鏡下手術支援だけでなく、病理のタスクや理化学実験を対象とした支援も行っている。

• 医用ハイドロゲル・医用微粒子の開発
• 腹膜癒着防止材・止血材・再生医療足場材料
• ドラッグデリバリーシステム・人工酸素運搬体
• 医療支援ロボットシステム及びその知能化技術の開発
• 定量的手術手技評価手法の開発

＜Ito Lab＞

1. Pan Qi, Ying Grace Zheng, Seiichi Ohta, Norihiro Kokudo, Kiyoshi Hasegawa, and Taichi Ito
   “In situ fabrication of double-layered hydrogels via spray processes to prevent postoperative peritoneal adhesion”
   ACS Biomaterials Science and Engineering, 2019, 5(9), 4790-4798 DOI:10.1021/acsbiomaterials.9b00791
2. Yuichiro Oki, Katsuhisa Kirita, Seiichi Ohta Shinsuke Ohba, Ikki Horiguchi, Yasuyuki Sakai, and Taichi Ito
   “Switching of cell proliferation/differentiation in thiol-maleimide clickable microcapsules triggered by in situ conjugation of biomimetic peptides”
   Biomacromolecules, 2019, 20(6), 2350-2359 DOI: 10.1021/acs.biomac.9b00333
3. Seiichi Ohta, Mai Matsuura, Yuta Kawashima, Xinyu Cai, Machiko Taniguchi, Hitoshi Okochi, Yoshihide Asano, Shinichi Sato, and Taichi Ito
   “Facile fabrication of PEG-coated PLGA microspheres via SPG membrane emulsification for the treatment of scleroderma by ECM degrading enzymes”
   Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2019, 179, 453-461 DOI: 10.1016/j.colsurfb.2019.04.028.
4. Megumu Sakoda, Makoto Kaneko, Seiichi Ohta, Pan Qi, Shigetoshi Ichimura, Yutaka Yatomi, and Taichi Ito
   “An Injectable Hemostat Composed of a Polyphosphate-Conjugated Hyaluronan Hydrogel”
   Biomacromolecules, 2018, 19(8), 3280–3290 DOI:10.1021/acs.biomac.8b00588

＜Harada Lab＞

1. Saul Alexis Heredia Perez, Murilo Marques Marinho, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi
   “The Effects of Different Levels of Realism on the Training of CNNs with only Synthetic Images for the Semantic Segmentation of Robotic Instruments in a Head Phantom”, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery (IJCARS), 15(8): 1257–1265, 2020. DOI: 10.1007/s11548-020-02185-0
2. Atsushi Nakazawa, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi, Pierre Jannin
   “Real-time surgical needle detection using region-based convolutional neural networks”, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 15:41-47, 2020. DOI: 10.1007/s11548-019-02050-9
3. Murilo M. Marinho, Bruno V. Adorno, Kanako Harada, Mamoru Mitsuishi
   ”SmartArm: Integration and Validation of a Versatile Surgical Robotic System for Constrained Workspaces”, The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, 16:e2053, 2020.　DOI: 10.1002/rcs.2053
4. Arnaud Huaulmé, Fabien Despinoy, Saul Alexis Heredia Perez, Kanako Harada, Manoru Mitshuishi, 　Pierre Jannin
   “Automatic annotation of surgical activities using virtual-reality environments”, International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 14(10):1663-1671, June, 2019.