生体組織の力学的適応制御に関する微細構造レベルでのバイオメカニクス的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650106
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 山本 憲隆 立命館大学, 理工学部, 助教授 (40210546)
• Keywords: コラーゲン / 線維 / 腱 / 微細構造 / 力学的性質 / 引張試験 / 位相差顕微鏡 / 微分干渉顕微鏡

Research Abstract

位相差顕微鏡や微分干渉顕微鏡を用いて,コラーゲン線維束の微細構造を観察しながら引張試験を行うことができる生体外負荷試験装置を開発した.この負荷試験装置を用いて,マウス尾腱より摘出したコラーゲン線維束の引張試験を行い,微細構造と力学的性質の関係について検討した.
顕微鏡のステージ上に小型のリニアアクチュエータとロードセルを取り付け,ロードセルからの出力をセンサインターフェースボードによリパーソナルコンピュータに取り込んだ.顕微鏡の観察像はCCDカメラを用いてデジタルビデオテープに記録した.尾腱より摘出した線維束は,ロードセルとアクチュエータに取り付けたアクリル樹脂製のブロックにシアノクリレート系接着剤で固定した.この線維束をスライドガラスとカバーガラスの間に挟み込み,生理食塩水中で引張試験を行った.得られた顕微鏡画像は画像処理ソフトウエアを用いて解析した.
以上の結果,引張試験中の線維束の微細構造を明瞭に捉えることができた.無負荷の状態では,クリンプパターンと呼ばれるコラーゲン線維が波打った状態が観察できた.荷重-変位曲線がほぼ直線となる領域では,コラーゲン線維が平行にますぐに引き伸ばされる様子が観察された.荷重が急激に低下する少し前から微細なコラーゲン線維の破断が始まることが明らかになった.

Research Products

• [Publications] 田中充,山本憲隆: "マウス尾腱より摘出したコラーゲン線維束の微視的構造と力学的性質"第10回バイオエンジニアリング学術講演会・秋季セミナー講演論文集. 101-102 (1999)
• [Publications] 井川英志,山本憲隆: "マウス尾腱とその線維束の力学的関係"日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会講演前刷集. (発表予定). (2000)