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2023 Fiscal Year Annual Research Report

材料的・流体的力学的挙動による大動脈解離発症メカニズムの解明と医療応用への試み

Research Project

Project/Area Number 21H04955
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

杉田 修啓  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20532104)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 匡徳  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
加藤 輝  基礎生物学研究所, 超階層生物学センター, RMC助教 (30391915)
成田 裕司  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (60378221)
緒方 藍歌  名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (70718311)
氏原 嘉洋  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80610021)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2026-03-31
Keywords大動脈解離 / 高血圧 / 力学環境 / 間質流
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,1.大動脈解離モデルマウスの作製,2.仮説1:せん断変形による大動脈解離形成の検証,3.仮説2:間質流増加による大動脈解離の検証,4.応用への試み,を研究全体像として計画した.
まず,「1.大動脈解離モデルマウスの作製」については,本年度もアポリポタンパク質E欠損マウスにアンギオテンシンIIを与えたマウスモデルとβアミノプロピオニトリルを飲水させた大動脈解離モデルを作製し,両者で以下の実験を実施した.本課題については,既に大動脈解離発症条件を把握し,解離発症血管と解離発生予定血管を得る実験系を確立した.
次に,「2.仮説1:せん断変形による大動脈解離形成の検証」であるが,昨年度に陥ったレーザの不具合について,ようやくレーザを交換することができ,問題を解消した.これにより,正常血管モデルと大動脈解離発生予定モデルのせん断変形計測を試行した.また,装置不具合期間中に構築した大動脈層間の剥離接着試験数を積み重ね,一定の成果を得た.大動脈解離の進行に伴い,弾性板層間を結ぶ細いエラスチン線維が減少し,それに伴うように剥離接着強さが低下した.この細いエラスチン線維量と剥離接着強さには正の有意な相関があり,細いエラスチン線維の減少が大動脈解離による層間の剥離を生じさせる可能性を強く示唆した.
「仮説2:間質流増加による大動脈解離の検証」では,昨年度得られた大動脈解離発生予定部位での間質流増加を結論するために相対的に実験した「周方向引張試験」に疑義が生じたため,この再検証を実施した.しかし,依然として間質流を含む系でのみ,大動脈解離で見られる血管壁性状を示す結果が得られた.よって,間質流が大動脈解離に影響していることを示唆することとなった.
最後に,「4.応用への試み」として,外部機関の超音波エコーを用い,マウスの大動脈壁変形挙動の計測を引き続き試行した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験装置不具合でせん断変形計測は遅れているが,代わりに実施した剥離接着試験により,興味深い結果が得られた.また,それ以外は予定通りに進行しているため。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、当初の計画通りに研究を進める。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Effect of elastin on delamination strength in the porcine aortic tunica media2023

    • Author(s)
      G. Kurihara, Y. Ujihara, M. Nakamura, and S. Sugita
    • Journal Title

      Journal of Biorheology

      Volume: 37 Pages: 120-129

    • DOI

      10.17106/jbr.37.120

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Delamination strength and elastin interlaminar fibers decrease with the development of aortic dissection in model rats2023

    • Author(s)
      G. Kurihara, Y. Ujihara, M. Nakamura, and S. Sugita
    • Journal Title

      Bioengineering

      Volume: 10 Pages: 1292

    • DOI

      10.3390/bioengineering10111292

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 血管壁脆弱化酵素産生量に対する周方向応力負荷による影響2024

    • Author(s)
      寺田百花,氏原嘉洋,中村匡徳,杉田修啓
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第55回学生員卒業研究発表講演会
  • [Presentation] Stress fibers in aortic smooth muscle cells alter their direction to elevated strain direction under hypertension2023

    • Author(s)
      Shukei Sugita, Rintaro Kawai, Yoshihiro Ujihara, and Masanori Nakamura
    • Organizer
      European Society of Biomechanics 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relation between interstitial flow and MMP2 expression2023

    • Author(s)
      Shukei Sugita, Hiroomi Kaida, Yoshihiro Ujihara, and Masanori Nakamura
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Conference on Biomechanics (AP Biomech 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高血圧時に血管壁内平滑筋細胞のストレスファイバに外力は伝わり得るのか?2023

    • Author(s)
      杉田修啓,川合凜太朗,水野尚登,氏原嘉洋,中村匡徳
    • Organizer
      第62回日本生体医工学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 大動脈解離発症予定血管における中膜の剥離接着強さと組織成分割合の関係解明2023

    • Author(s)
      栗原絃貴,氏原嘉洋,中村匡徳,杉田修啓
    • Organizer
      LIFE 2023(日本機械学会福祉工学シンポジウム2023)
  • [Presentation] BAPN投与大動脈解離モデルラットの大動脈半径方向の強さと中膜構成成分の変化2023

    • Author(s)
      栗原絃貴,氏原嘉洋,中村匡徳,杉田修啓
    • Organizer
      第7回エラスチン・関連分子研究会学術集会
  • [Presentation] 大動脈解離発症進行に伴う弾性板層間のエラスチン線維の減少と剥離接着強さの減少2023

    • Author(s)
      栗原絃貴,氏原嘉洋,中村匡徳,杉田修啓
    • Organizer
      日本機械学会 第34回バイオフロンティア講演会
  • [Remarks] 医用生体工学研究室ウェブサイト

    • URL

      https://biomech.web.nitech.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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