2016 Fiscal Year Research-status Report
衝撃波照射が細胞において生理応答を惹起する物理メカニズムの解明
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15K05706
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
塚本 哲 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 講師 (90511460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮内 良広 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 講師 (70467124)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 衝撃波医療 / 物理メカニズム / 力学刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近，物理メカニズムは不明であるものの，衝撃波医療によって血管新生や骨折治癒，疼痛除去などが促進されたという報告が相次いでいる．この促進に，細胞において生理応答を惹起させる何らかの物理メカニズムが関与するとも指摘されている．本研究では，バイオメカニクスから発展した力学刺激の概念や技術を導入することで，現在は不明である物理メカニズムを解明することを目的とする．昨年度までに衝撃波を照射して惹起される細胞内Ca2+濃度上昇には必ずしも流体剪断力は必要でないことが分かっていた．本年度，衝撃波の負圧部分が細胞内Ca2+濃度上昇に与える影響について調べた．負圧部分を細胞に照射する方法としては，水面で衝撃波を反射させることで衝撃波を自由反射させ，その結果として衝撃波の位相を反転させることで負圧のピーク圧を持つ膨張波を形成させた．このとき，細胞は正圧のピーク圧を持つ衝撃波ならびに膨張波の両方を負荷されたこととなる．その結果，正圧の衝撃波だけでは細胞が応答しない条件であっても，その後に膨張波が通過することで細胞が応答することがあった．この結果は，膨張波による負圧部分によって何らかの物理作用が細胞に与えられたことを示唆する．ただし，このとき細胞は正圧の衝撃波と膨張波が両方とも負荷された状況であって，膨張波による負圧部分だけが負荷される状況でない．そのため，今後は膨張波の負圧部分だけが負荷される状況で同様の結果が得られるか検証する必要がある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
衝撃波が細胞に応答を与える物理メカニズムについて，衝撃波の負圧に関して検討が進んだため．
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| Strategy for Future Research Activity |
現在は，正圧の衝撃波と膨張波が両方とも負荷される状況であって，膨張波だけが負荷される状況でないため，今後は膨張波だけ負荷される状況で同様の結果が得られるか検証する必要がある．また，別のパラメータや要素についても検討を重ねる．
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| Causes of Carryover |
これまでの成果を踏まえ，物理現象と生理応答を同時観察する実験系を設計している段階で，それらを組み立てるのに必要な部品類を購入するため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物理現象と生理応答を同時観察する実験系に必要な部品類を購入する
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