梗塞後心室リモデリングに対するバイオメカニクスによる新たなる治療戦略の開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08608
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 鷹羽 淨顕 近畿大学, 医学部, 非常勤講師 (00528573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 和明 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00432328) ; 中井 隆介 京都大学, こころの未来研究センター, 特定講師 (10576234) [Withdrawn] ; 東 高志 京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (40378899) [Withdrawn] ; 瀧川 敏算 京都大学, 工学研究科, 教授 (50201603) [Withdrawn] ; 中村 達雄 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (70227908) [Withdrawn] ; 坂口 元一 近畿大学, 医学部, 教授 (60603363)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: シミュレーション / ハイドロジェル / 梗塞後心筋リモデリング

Outline of Annual Research Achievements

様々な物性性状のハイドロジェルを左室心筋内に注入したシュミレーションモデルを構築し、応力分布を比較検討を継続している。
さらに、立命館大学;生命科学部/生命情報学科との共同研究を開始した。
胸部CT画像より大動脈の三角メッシュモデルを作成し、形状モデルに対して血流シミュレーションを行っている。血管形状モデルの全ての点について、曲面の曲率半径を求め、主曲率となる円周方向の曲率半径と管路方向の曲率半径をその分布から、血流シミュレーションから得られた血圧の情報をラプラス則に適用することで、壁張力を求める方法を開発した。
本手法の問題点として血管壁の形状が鞍点を持つ場合や、血管壁の形状が綺麗な半円形状でない場合、曲率半径を正確に推定することができないため、この問題を解決し曲率半径推定の精度向上を目指す。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究計画書では、ブタ心筋梗塞モデルを用いた実験系で行う予定であったが、日本国内において、in vivo大動物実験として使用可能なMRIを所有する施設は皆無となった。
MRI装置を用いてin vitro実験に切り替えざるを得なかった。さらにコロナ感染症の拡大により実験施設の使用を大幅に制限されたため、当初の研究計画から大
幅に遅れているのが現状である。

Strategy for Future Research Activity

今回開発した大動脈壁にかかる壁張力に対するシミュレーション手法を実際の臨床データをもとに精度を高めていきたい。

Causes of Carryover

日本国内において、in vivo大動物実験として使用可能なMRIを所有する施設は皆無となり、MRI装置を用いてin vitro実験に切り替えざるを得なかった。さらに
コロナ感染症の拡大により実験施設の使用を大幅に制限されたためである