2018 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanical principle of three-dimensional structure of subcutaneous tissue considering collagen fibers and its application to a high-sensitive and soft tactile sensor
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17K20003
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 由浩 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432286)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼田 信光 藤田医科大学, 医学部, 教授 (30135123)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 皮下組織 / 膠原繊維 / 触覚センサ / 振動 / パチニ小体 / 皮膚 / マイクロCT / 脂肪 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，サル指標本の観察から皮下組織の膠原繊維の分布を３次元的に明らかにし，立体構造を求め，その力学的構造原理を明らかにし，さらにその原理を基に，皮下組織に分布するパチニ小体を反映した柔軟で高感度な触覚センサを開発することを目的としている．本年度は，３次元的構造理解を深めるために，マイクロCTによる撮影方法を再検討し，詳細なサル指内部構造の３次元構築を行い解析した．
昨年度まで，サル指に対して，マイクロCTによる内部撮影と膠原繊維を特定可能な連続切片標本を用いた３次元把握を行なっていたが，詳細かつ正確な構造理解までには至っていなかった．そこで本年度は，マイクロCTによる撮影方法について再検討し，指全体をヨードで染色する方法を試みた．その結果，マイクロCT画像について，脂肪や膠原繊維などの内部組織に関するコントラストを向上させることができ，画像解析ソフトを用いて内部構造の３次元構築を行うことができた．特に，切片標本との比較も行い，ヨード染色により特定される組織を確認し，また，構造的特徴から、内部組織の中でも，表皮，骨，血管，脂肪組織の構築を行った．その結果，指先や指表面には脂肪組織がほとんど存在しないが，末節骨の周辺には脂肪組織が多数存在していること，指の深部（末節骨の下部）には大きな脂肪組織の塊が多く存在する傾向にあることがわかった．指の表皮付近から末節骨付近の間では，脂肪組織の割合が増加し，膠原線維の割合は減少していく傾向があり，指先の皮膚変形における非線形性との関連が考察された．これらの知見を基に，昨年度開発した触覚センサを改良すればさらなる感度向上が期待される．
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