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これまでの研究成果

過去の研究内容

1991年ミュンヘンから帰国。ほぼ2年間ミュンヘン工科大学、流体力学科に留学しました。英語でなくドイツ語での日常、医学部でなく工学部での研究生活と、苦労の連続でしたが、この苦労が私を鍛え、私自身を一新してしまいました。アマからプロに転向した感じです。すべてを自分でするということ、すなわち、自分のするべき目的、それをかなえる手段と意志、自己責任の意味のすべてをミュンヘンでの研究生活を通して身につけて東京に戻りました。現在の私の業績はほとんどミュンヘンから帰国後になされたものです。
1992年から1998年までの6年間は高倉公朋教授の下で、数多くの急性期くも膜下出血の治療をICU医長として行い、また川崎医科大学ME教室、東京理科大学、芝浦工科大学、理化学研究所と共同研究を始めました。動物を用いた脳動脈瘤の研究とモデルを用いた流体力学的実験を進めました。私の研究成果のほとんどはこの頃になされたものです。1999年から2009年までの10年間は堀智勝教授の下で診療および研究活動に従事、彼は高倉先生と同じように学問に対して非常に寛容でした。また、理化学研究所の研究員となり、人工血管の開発に着手しました。理化学研究所では、数多くの論文を書いただけでなく、数々の特許を取得し、理研ベンチャーメディカルイオンテクノロジーも立ち上げました。2009年4月から東京労災病院に脳神経外科部長として赴任しました。東京労災病院に移動してからは、理化学研究所との共同研究だけでなく、東工大との共同研究にも着手し、それを基礎に大田区の企業と一緒に医工連携を推進しました。

2017年東京労災病院を定年退職し、その後2年間香川県観音寺にある松井病院で脳神経外科部長として勤務しました。2019年紀尾井町で氏家脳神経外科内科クリニックを開業し、同時に株式会社メッドフォルシュングを設立、今までの医工連携の成果を結実させたいと考えています。2020年8月コロナで自粛中ですが、氏家脳神経外科内科クリニック付属医学研究室を設立し、今までの研究活動を総括し、今後の研究報告をしていく予定です。

過去の研究

研究のテーマは脳血管障害と流体力学、および生体適合性医療材料(微小口径人工血管の開発)である。1990年代にミュンヘン工科大学工学部に留学し(1989-1991)、流体力学の基礎を学び、又引き続きウエールズ大学基礎循環器研究室に留学し(1993-1994)、EDRFと脳血流量について基礎的な実験をおこなった。帰国後は脳動脈瘤の発生、成長、破裂のメカニズムを流体力学的側面から研究解析し、論文発表を行った。この基礎実験は川崎医科大学医工学科(梶谷文彦教授)、東京理科大学工学部吉本研(吉本成香教授)、理化学研究所高分子研究室(貝原真教授、鈴木嘉昭教授、私自身も2000年より共同研究員)と共同で行った。動脈瘤が成長するに従って動脈瘤内に流れの停滞、微小血栓形成が生じ、そしてそれに引き続く線溶系の亢進が動脈瘤壁の酵素的消化、そして動脈瘤破裂へと進むことを実験的に証明した。又動脈瘤のaspect ratio(縦横比)が動脈瘤内の血流とよく相関することを発見し、aspect ratio 1.6が破裂と未破裂動脈瘤の境界となることを発表した。これらの論文はNeurosurgeryに発表し、最も引用回数の多い論文となった。また2000年より理化学研究所の共同研究員となり、イオンビームを照射することによりポリマー(ePTFE)の生体適合性が大きく改善することを発見し、特許を取得した。生体適合性を改善したion beam照射ePTFEを用いることによって生体パッチの開発に成功し、2004より理研ベンチャーメディカルイオンテクノロジーを立ち上げた。その後、生体適合性人工硬膜、脳動脈瘤ラッピング様生体適合性ePTFE、微小口径人工血管(直径2.5mm)、covered stentの実験を続けたが、現在は株)メッドフォルシュングで、それらの製品化を目指している。
また2004年2017年までバイオレオロジー学会理事、2010年にはバイオレオロジー学会主催、2018年に岡小天賞を受賞した。

数多くの論文の中から自分自身で選んだ主要論文10篇の要約

1)氏家弘:脳虚血の可逆性とdynamic CT. 東京女子医科大学雑誌 12:283-291, 1987
 学位論文である。発症後48時間以内にdynamic CTを行うことができた虚血性脳血管障害68例を分析し、dynamic CTで得られるparameterの中でMTT(mean transit time)よりPH(peak height)が梗塞巣と相関していることを示し、回復の可能性のある不完全脳梗塞はdemarcation zone infarction(白質半卵円部梗塞)に多いことも示した。


2)Sasaki K, Ujiie H, Higa T, Hori T, Shinya N, Uchida T: Rabbit aneurysm model mediated by the application of elastase. Neurol Med Chir (Tokyo) 44:467-474, 2004

 頭蓋内脳動脈には外弾性板がなく、内弾性板のみによってその強度が支えられており、脳動脈瘤は内弾性板の欠損部位から発生する。この論文ではウサギ総頚動脈を露出し、顕微鏡下に外膜と外弾性板を摘出し、同部位にエラスターゼを塗布することによって内弾性板を溶かし、脳動脈瘤が発生することを証明した論文である。塗布するエラスターゼの濃度によって、脳動脈瘤様の膨瘤病変、そして破裂する動脈瘤まで作成することに成功した。


3)Ujiie H, Chator AT, Bakker LM, Griffith TM: Essential role of gap junctions in NO- and prostanoid-independent relaxations evoked by acetylcholine in rabbit intracerebral arteries. Stroke 34:544-550, 2003


 Wales大学留学中の実験研究成果を論文にしたものである。第3の血管拡張因子であるEDHF(endothelium-derived hyperpolarizing factor)は、まだ特定されていないが、EDHFが内皮細胞間のgap junctionを通過していくことを証明し、さらにGap junctionを通るEDHFがウサギ中大脳動脈末梢では、NOよりも優勢であることを報告した論文である。


4)Zhao W, Ujiie H, Tamano Y, Akimoto K, Hori T, Takakura K: Sudden death in a rat subarachnoid hemorrhage model. Neurol Med Chir (Tokyo). 39:735-743, 1999 


 中国から東京女子医大に留学した脳外科医Zhao医師と行った実験である。現在は上海交通大学の脳神経外科教授である。Ratを用いて総頚動脈から大動脈へとカテーテルを挿入し、そのもう一方の断端を定位的にprechiasmal cisternに留置したのち、カテーテルを開放することによってくも膜下出血急性期モデルを作成した。脳圧、脳血流量を同時に測定し、3分間出血モデルでは急激な還流圧の上昇に伴って、呼吸停止そして45%が死にいたることを報告した。


5)Ujiie H, Sato K, Onda H, Oikawa A, Kagawa M, Takakura K, Kobayashi N: Clinical analysis of incidentally discovered unruptured aneurysms. Stroke 24:1850-1856, 1993


 東京女子医科大学病院、脳神経外科に1980-1989年の間に入院して血管障害以外の疾患で脳血管撮影を行った4892名を分析し、偶然に脳動脈瘤の発見される率を示した。偶然に脳動脈瘤が発見される割合は2.7%であり、前交通動脈瘤の偶然に発見される頻度は低いので破裂しやすいのではないかと考察した。この臨床研究はMRI/Aが一般的になる前に行われた大規模統計であり、よく引用される論文である。

6)Ujiie H, Tachibana H, Hiramatsu O, Hazel AL, Matsumoto T, Ogasawara Y, Nakajima H, Hori T, Takakura K, Kajiya F: Effects of size and shape (aspect ratio) on the hemodynamics of saccular aneurysms: a possible index for surgical treatment of intracranial aneurysms. Neurosurgery 45:119-130, 1999 


 最も引用件数の高い論文で、川崎医科大学医工学科、梶谷文彦教授のグループとの共同研究の成果である。ウサギ腹部大動脈分岐部にいろいろな形の静脈を縫い付けて、動脈瘤を作成した。20-MHz, 80-channel, Doppler ultrasound velocimeterを用いて動脈瘤内血流動態を測定し、動脈瘤aspect ratio(縦横比)1.6以上になると流速は落ち、blebではほとんど血流が停滞することを報告した。

7)Ujiie H, Tamano Y, Sasaki K, Hori T: Is the aspect ratio a reliable index for predicting the rupture of a saccular aneurysm. Neurosurgery 48:495-503, 2001 (citation index: 45)
 玉野先生と二人で毎日夜遅くまで、脳動脈瘤の大きさを計測したのが思い出される。玉野先生は現在、こしがや脳神経外科を開業している。1993-1998年の間に治療した破裂脳動脈瘤245例と未破裂脳動脈瘤122例の血管撮影から、動脈瘤の大きさとaspect ratio(AR)を計算した。動物実験で予測したとおり破裂脳動脈瘤と未破裂脳動脈瘤のARは1.6が境界となっていた。AR1.6以上の未破裂脳動脈瘤はたとえ小さくても破れる可能性が高いと報告した。この論文の追跡調査がUSAおよびUKから発表され、同様の結果が報告された。

8)氏家弘、比嘉隆、堀智勝:Dolichoectatic basilar aneurysmの自然予後および現在の治療状況 -アンケート調査の分析-.脳卒中の外科 32:338-345, 2004
 Dolichoectatic basilar aneurysm(脳底動脈全体が巨大紡錘状動脈瘤隣血栓化を伴っている)の自然予後の全国調査をアンケート方式で行った結果である。Dolichoectatic basilar aneurysmの自然予後はきわめて不良で、発症後3年以内に70%が死亡し、残り20%も寝たきりの状態となっていた。この結果をもとにして外科的治療をその後計画することとなった。

9)氏家弘、比嘉隆、加藤宏一、山口浩司、篠原千恵、糟谷英俊、堀智勝、高橋範義、鈴木嘉昭:Ion beam照射ePTFEを用いた脳動脈瘤のwrap-clipping. 脳卒中の外科 35:24-29, 2007


 理化学研究所、鈴木教授のグループとともに開発したion beam照射ePTFE(Gore-Tex)は、普通のGore-Texと違いfibrin glueによって組織に強く付着し、細胞も接着するものである。このion beam照射ePTFEを用いて、倫理委員会で承諾を受けた後東京女子医大で臨床応用し、素晴らしい成果を得たことを報告した論文である。


10)Yamaguchi R, Ujiie H, Haida S, Nakazawa N, Hori T: Velocity profile and wall shear stress of saccular aneurysms at the anterior communicating artery Heart Vessels 23:60-66, 2008


 芝浦工業大学山口教授との共同研究である。アクリルで作成した前交通動脈モデルを作成して、微粒子を流し流れの可視化を行った。微粒子の流線をCCDカメラで撮影し速度勾配を求めて壁せん断応力を計算した。動脈瘤が大きくなるにしたがって瘤内に明確な渦流れが生じ、ドーム側では壁せん断応力はきわめて低くいことを報告した。とくに動脈瘤aspect ratio(縦横比)が2.0のときには、拡張期に血栓形成が起きる可能性を示唆した

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