研究開発された技術紹介

脳内神経細胞への電気、光、化学的刺激を行う事を可能にする多機能ガラス電極の実現に向けて、切削加工技術の応用拡大へのニーズが高まっている。本テーマではガラスと金属の複合体を形成しそれへの微細・高精度切削加工を行う技術を開発する。そのために、ガラスへの多数穴切削、高精度ガラス熱延伸技術、ガラス金属一体化技術、ガラス金属複合体切削研磨・技術等の開発を行い、多機能ガラス電極の実現を図る。

ガラスキャピラリー(φ300μ)の断面内中心部に1本の金属芯電極、周辺部に4本の細い金属電極、前記電極の周辺部に光ファイバ、流路が複合化されたガラス電極の実現とその光源・制御装置を開発する
(新技術)
ハイブリッド型複数機能の多機能ガラス電極を利用して、異なる刺激や複数の刺激を与えることを可能にする
(新技術の特徴)
1本の電極で電気的、光学的、化学的刺激が可能になる

・母材切削加工・熱延伸加工・ガラス金属複合化加工・先端鋭利化加工、実装開発を実施
‐石英ガラスの切削加工技術と熱延伸技術を組み合せて多穴の精密細管を作製可能とした
‐石英ガラスのみを選択的に加熱させることが可能な炭酸ガスレーザを熱源として用いたガラス金属複合化装置と技術を開発した
‐先端を17度の鋭角で研磨するための装置として新たに2軸回転研磨装置を開発した
‐電気・光複合ターミナルおよび超小型光コネクタを開発し電極として実装した

・光遺伝学分野で活用できる電気・光刺激電極(電気・光コネクタ付)
・青色および黄色光源
・ガラス金属の複合化提供および複合体の先端精密研磨サービス

・光ファイバ1本、φ0.1mm＋φ0.025mmタングステン線各1本をガラスに封止し、光・電気コネクタを装着したハイブリッド電極のサンプルの提供が可能になり、450nm、470nm、590nmのレーザ光源装置を試作して販売可能な状況にまで到達した
・金属パイプに光ファイバと電極を埋め込んだ簡易型電極が販売可能な状況に到達し、また特注仕様に基づく電極、電極装置の試作が可能であり、脳深部刺激の研究機関向けに普及を図る予定である

脳神経病気の原因究明や治療法の開発の可能性を拡大
・ハイブリッドタイプの多機能ガラス電極の開発により、光と脳内神経細胞の反応観測や脳内神経細胞の活性度の計測が正確に容易に行われるようになる
・これにより脳神経病気の原因究明、治療法の開発が促進される
・特に、開発電極は光の損失が極めて少ない

・光、電気ハイブリッドガラス電極は、現在サンプル提供中であり、補完研究で歩留りの向上を図っており、薬液については補完研究で開発中であり、光源装置はサンプル提供中である
・金属パイプ(φ300μ)に光ファイバと電極を埋め込んだ簡易型ハイブリッド電極を提供中であり、研究目的、用途に応じて各種仕様の電極・装置作製を準備中である