顔面神経麻痺の発症率は国内年間65,000人、海外を含めて年間0.5人／1000人と多く、軽症などは自然回復が期待できるものの中等症から重症患者においては発症後3～6ヶ月間、麻痺症状を呈する。笑顔などの自然な表情を作れないことから、患者は外出意欲を失われてしまうなど、QOLが著しく低下する。特に重症例においては麻痺が後遺症として残るため、顔面神経麻痺患者の表情筋再建は、患者にとって切実である。陳旧性顔面神経麻痺に対しては、骨格筋を採取し新たな表情筋として患部に移植する遊離筋移植術が行われている。この時、この移植筋の神経力源として、患側の顔面神経は使用不可能であり、健側の顔面神経、もしくは咬筋神経を用いている。しかし、健側顔面神経を用いる場合は、神経の成長に8か月以上と長期間を有する上に、軸索の数が少なくなるため十分な強さの力源とならない。また、咬筋神経を用いる場合は、健側と同調した笑いや、不随意な笑いを再現するのが難しい。そこで本研究では患側移植筋の神経力源として、健側顔面神経の神経信号を用いる。すなわち神経電極により、健側顔面神経活動を計測し、本信号を用いて移植筋の刺激を行う。
本研究期間においては、まずラット顔面神経に対して、神経の挫滅、活動電位計測、電気刺激に関する動物実験計画を立案し、慶應義塾大学医学部動物実験センターから、実験計画の承認を受けた。次に、ラットの顔面神経を計測、ならびに刺激するためのカフ型神経電極を選定し購入、神経電位計測、計測電位を用いた刺激、高周波刺激による神経ブロックを行えるためのシステムを構築した。最後にラットを用いた動物実験を行い、カフ電極の神経への設置について、具体的には電極サイズ、神経へのカフ電極取り付け（結紮の強さ）に関しての知見を得た。また、ラットへ電極埋植後の経過観察を行い、来年度以降の検証実験のための準備を完了した。
Facial paralysis affects 65,000 people a year in Japan. The patients cannot make natural smiles and their quality of life deteriorate significantly. Plastic surgeons in Japan perform about 1,000 surgeries a year to reconstruct facial symmetry. Facial muscles at the affected side are replaced by implanted skeletal muscles, which are triggered by the nerve signals of either the facial muscles at the healthy side or masseteric muscles. However, signals of the facial nerves at the healthy side is weak and those of masseteric nerves is poor at creating symmetric facial expression. The goal of this study is to create a novel implantable nerve stimulation device, which detects the active signals of facial nerves at the healthy side and use them to trigger the implanted muscles at the affected side.
In FY2020, first, the animal experiments using rats were carefully designed and approved by laboratory animal center, Keio University school of medicine. Nerve cuff electrodes were purchased and control systems to detect the nerve signals and stimulate nerves were constructed. Finally, the animal experiments were conducted, where attachment of the electrode to the nerve and the postoperative state of the rats were investigated. In summary, we have obtained sufficient knowledge and experiences for the next experiments, where the nerve signals were obtained and used to stimulate muscles.