脳梗塞に対する水素吸入療法の病巣到達経路解明及びヒト投与量シミュレーション解析
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18K15859
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 53020:Cardiology-related
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| Research Institution | Tokai University (2023)
Keio University (2018-2019) |
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Principal Investigator |
後藤 信一 東海大学, 医学部, 講師 (50770864)
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| Project Period (FY) |
2022-12-19 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 水素 / 脳梗塞 / シミュレーション / 到達経路 / 吸入 / 数値計算 |
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| Outline of Research at the Start |
現在脳梗塞は、多くの症例に十分な治療が行えておらず新たな治療法が必要と考えられた. 動物で有効性が示された水素吸入療法は梗塞巣への到達経路が分かっていないため, 最適な投与方法や投与量が不明である. 申請者は水素吸入療法を早期にヒトへ応用することを目指し到達経路の解明を目的に研究を開始した. 血流途絶部位である梗塞巣にも水素が到達することから, 水素は単純拡散で梗塞巣に到達するという仮説を立てた. 本研究では水素電極を用いた脳組織内の水素濃度実測とコンピュータによる流体シミュレーションを組み合わせてこの仮説を検証し, ヒトに対する最適な水素投与量及び投与経路を推定する.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、水素吸入により水素分子がどの様に脳梗塞部位に到達するかを明らかにすることを目的としている。この目的を達成するため、2018年度は主に、 ラットにおける脳内の水素濃度測定、シミュレーションを行うための設備及びソフトウエアの構築を行った。水素濃度の測定では、ラットの脳内に水素電極を挿 入し、経時的に水素濃度を測定することができた。しかし、ニードル型の水素電極を使用していたため、針の先端から根元までのどの部位で水素が測定されているか特定することが困難であった。従って、水素の測定部位を点として正確に把握することができず、気相からの距離と水素濃度の関係をプロットし水素が単純 拡散していることを証明するまでにはいたらなかった。しかし, 水素の分布の傾向として単純拡散と矛盾しない結果ではあった. 2019/4/3より海外留学しており, 2019年度より研究の中断を申請した. 帰国後にニードル型ではなく、先端のみで水素濃度を測定するプローブを使用し, 同様の実験を行う事で, 仮説を正確に検証する.
シミュレーション環境の構築では、コンピュータを購入し、高性能のCPU (20 core), 大容量のメインメモリー (384 GB)の搭載を行った。シミュレーションソフトウエアとしては、OpenFOAMを利用するため, 構築したコンピュータにはLinux (Ubuntu 16.04)をインストールし、OpenFOAMのインストールも行った。簡単な流体力学のシミュレーションで本環境をテストし、成功した。構築したシミュレーションプラットフォームは帰国後すぐに研究を再開できるように, すぐに使用可能な状態で維持している.
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
