| Project/Area Number |
21650114
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biological material science
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
谷下 一夫 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)
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| Project Period (FY) |
2009 – 2010
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2010)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
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| Keywords | 生物・生体工学 / 脳動脈瘤 / 血流 / バイオメカニクス / 誘発脳動脈瘤 / 血行力学仮説 / ステント / 脳血管 / 壁面せん断応力 / 壁面せん断応力勾配 / 弾性繊維 |
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| Research Abstract |
21年度に引き続き、ヒトの臨床データと動物実験データを基に、脳動脈瘤の発生と成長の要因を明らかにした。
1.患者CT画像に基づくリアリステイクモデルにより、瘤内の血流構造と壁面せん断応力の分布を調べた。特に、4段階の成長のCT画像がある患者の症例に絞って検討を行った。瘤内の血流構造は、光造形法によって作成されて動脈瘤モデル内流れをPIV法とLDV法によって計測した。その結果、瘤が発生する部位は、壁面せん断応力が低いが、その周辺はせん断応力が高いため、周辺でのせん断応力の勾配が高くなった。4段階での患者の症例で、その傾向が明瞭に現れた。そこで、本研究では、瘤の発生から成長に至る血行力学説として、発生は低せん断応力に依存し、瘤の周辺での高せん断応力勾配に依存するという新しい発生成長仮説を提唱し、論文に掲載した。
2.動物による誘発脳動脈瘤の実験と誘発された瘤内血流の構造の解析ラットとラビットの頸動脈を腎動脈を結さつしてから、数カ月して脳動脈瘤が誘発される。ラットやウサギ内の脳動脈は1mm以下で細いため、マイクロCTによって脳動脈瘤の三次元形態を取得し、計算機で3次元補間を行い、瘤のモデルを作成した。さらに、血管壁内の弾性繊維と平滑筋の分布、MMP-2、MMP-9、iNOSなどの分布を蛍光抗体法によってイメージングを取得した。その結果、興味深い事に、ヒトのデータを基にして提案した発生成長仮説をよく裏付けている事がわかり、論文を投稿中である。発生成長に関する仮説はいくつか提案されているが、根拠が明確でない仮説も多いため、本研究の成果は極めて意義が深いと思われる。
3.研究のまとめ:これら瘤成長の血行力学的要因をまとめて、新しい仮説を提唱し、さらに脳動脈瘤の治療法として、脳血管ステントの設計と実験を行い、破裂回避の有効な治療法である事を提案した。
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