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2008 Fiscal Year Annual Research Report

組織・細胞の力学応答機構の統一的理解のための生体組織内力学場の微視的解析法の確立

Research Project

Project/Area Number 19300157
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

松本 健郎  Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (30209639)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長山 和亮  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (10359763)
Keywordsバイオメカニクス / 機械材料・材料力学 / 生物・生体工学 / 細胞・組織 / 循環器・高血圧
Research Abstract

生体軟組織内部の残留応力分布ならびに大変形領域までの力学特性を細胞レベルの分解能で計測する手法を確立して実際の組織内の生理状態における微視的応力・ひずみ分布を可能な限り詳しく明らかにすることを目的として,3年間に亙る研究を進めている.研究2年目の本年度は,主に薄切試料をマクロに変形させた際の試料内部のミクロな変形を観察した.すなわち,凍結ミクロトームにより血管円周方向を含むように厚さ数10μmに薄切したブタ胸大動脈試料を対象とし,内部の平滑筋細胞核をHoechst 33342で,弾性板をトリパンブルーで染色した後,顕微鏡下で組織を円周方向に引張り,マクロな変形に伴い内部の弾性板や細胞核がどのように運動するのかを調べた.その結果,マクロな伸長に伴い,血管壁内部では細胞の伸長だけでなく回転も発生すること,また,弾性板の伸張量には部位により3倍近い差が差がある可能性があることなどが明らかとなった.しかし,試験を室温で行ったため,平滑筋細胞の能動収縮に伴う組織内部の変形を見ることができておらず,また,手動のマイクロマニピュレータを利用して引張を行ったために,観察部位を視野中心に保つことが困難であり,実験データの蓄積はまだ不十分である.また,前年度目標とした切断時の試料変形の詳細計測は,試料切断時の気泡発生を抑えるに至って居らず実現できていない.そこで,来年度は顕微鏡ステージ状に設置可能な恒温槽付き電動引張ステージを試作し,実験の効率化を進めるとともに,レーザによる切断方法についてより一層の検討を進める必要がある.

  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Contribution of Actin Filaments and Microtubules to Quasi-in situ Tensile Properties and Internal Force Balance of Cultured Smooth Muscle Cells on a Substrate2008

    • Author(s)
      Nagayama K
    • Journal Title

      American Journal of Physiology, Cell Physiology 295

      Pages: 1569-1578

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical Characterization of Brain Tissue in High-Rate Extensio2008

    • Author(s)
      Tamura A
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 3 ・ 2

      Pages: 263-274

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 動脈の内圧-直径関係に与える弾性板座屈の影響2009

    • Author(s)
      武澤健司
    • Organizer
      第21回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市
    • Year and Date
      20090123-20090104
  • [Presentation] ヒト上腕動脈内圧外径関係の非侵襲計測の試み2008

    • Author(s)
      松本健郎
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] 新鮮ブタ胸大動脈薄切片の引張りに伴う壁内構成要素の変形挙動の観察2008

    • Author(s)
      城野貴洋
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] Microscopic Mechanical Analysis of Aortic Wall : Estimation of Stress in the Intramural Elastic Laminas and Smooth Muscle Cells in a Physiological State2008

    • Author(s)
      Matsumoto T
    • Organizer
      2008 Summer Bioengineering Conference
    • Place of Presentation
      Florida, FL, USA
    • Year and Date
      20080625-20080628
  • [Remarks]

    • URL

      http://bio.mech.nitech.ac.jp/top.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体内管腔体評価装置2009

    • Inventor(s)
      塚原弘政
    • Industrial Property Rights Holder
      名工大, ユネクス
    • Industrial Property Number
      特願2009-057133
    • Filing Date
      2009-03-10

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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