2015 Fiscal Year Annual Research Report
難治性心不全を克服するバイオニック自律神経制御システムの基盤研究
Project/Area Number |
23220013
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
砂川 賢二 九州大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (50163043)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸 拓弥 九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (70423514)
廣岡 良隆 九州大学, 学内共同利用施設等, 教授 (90284497)
井手 友美 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (90380625)
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Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 自律神経制御 / 循環制御 / 心不全 / バイオニック |
Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度までの研究成果を受け、最終年度である平成27年度はこれまでの要素技術を統合し、試作器を開発しその性能を動物実験で検証した。●制御論理の開発:圧反射が定常に達するには60秒程度かかる。このことは制御に際して60秒程度のインパルス応答(測定した血圧を圧反射求心路神経刺激に変換する)を実時間で畳み込み積分する必要がある。畳み込み積分は演算量が多く、植え込み型装置の消費電力が増え小型化に馴染まない。そこで、インパルス応答をパラメトリックにモデル化し、演算量の低減を試みた。その結果、演算量は1/100以下になることが示された。さらに近似モデルを利用することで、最終的には2つのパラメタ(参照信号とスケーラー)で代替できることが示された。●求心路が温存された部分圧反射不全動物モデルの作成:バイオニック圧反射を動作させるためには圧反射の求心路が残存している必要がある。求心路の神経を部分的に切断することで、求心路が温存された圧反射不全モデルの作成に成功した。部分圧反射不全動物の24時間血圧のゆらぎは、正常群と完全圧反射不全の中間の値をとった。●バイオニック自律神経制御システムによる部分圧反射不全の治療:部分圧反射不全動物にバイオニック圧反射装置を装着した。その結果、制御パラメタを最適化することで、動脈圧のゆらぎは著明に低下し、ほぼ正常化した。●バイオニック自律神経制御システムによる圧反射不全の克服:圧反射不全モデル動物に対して、バイオニック自律神経制御システムを動作させることにより、生理的な圧反射を再構築することができた。同時に、血圧の安定化、容量耐性の改善等がもたらされ、心不全の治療に有効であることが示された。今後このモデルを用いることで、短期的、中長期的なバイオニック自律神経制御システムの治療効果を評価する。
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Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Translational Neurocardiology: preclinical models and cardioneural integrative aspects.2016
Author(s)
Ardell JL, Andresen MC, Armour JA, Billman GE, Chen PS, Foreman RD, Herring N, O'Leary DS, Sabbah HN, Schultz HD, Sunagawa K, Zucker IH.
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Journal Title
J Physiol.
Volume: In Press
Pages: In Press
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Changes in vascular properties, not ventricular properties, predominantly contribute to baroreflex regulation of arterial pressure.2015
Author(s)
Sakamoto T, Kakino T, Sakamoto K, Tobushi T, Tanaka A, Saku K, Hosokawa K, Onitsuka K, Murayama Y, Tsutsumi T, Ide T, Sunagawa K.
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Journal Title
Am J Physiol Heart Circ Physiol.
Volume: 308
Pages: H49-H58
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The Early Anti-inflammatory Responses of Vagal Nerve Stimulation Plays a Pivotal Role in Improving Chronic Heart Failure after Myocardial Infarction.2016
Author(s)
Nishizaki A, Saku K, Oga Y, Kuwabara Y, Arimura T, Fujii K, Tohyama T, Nishikawa T, Kishi T, Ide T, Sunagawa K.
Organizer
第80回日本循環器学会学術集会
Place of Presentation
仙台
Year and Date
2016-03-18 – 2016-03-20
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[Presentation] Electrical Baroreflex Activation Improves Volume Load Induced Worsening of Heart Failure with Reduced Ejection Fraction.2016
Author(s)
Oga Y, Sakamoto T, Saku K, NIshizaki A, Arimura T, Fujii K, Tohyama T, Nishikawa T, Murayama Y, Kishi T, Sunagawa K.
Organizer
第80回日本循環器学会学術集会
Place of Presentation
仙台
Year and Date
2016-03-18 – 2016-03-20
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[Presentation] Transvascular Total Left Ventricular Unloading for Acute Myocardial Infarction Strikingly Reduced Myocardial Oxygen Consumption, Limited the Infarct Size and Prevented Heart Failure in the long term2015
Author(s)
Arimura T, Saku K, Kakino T, Akashi T, Murayama Y, Nishikawa T, Tohyama T, Ide T, Kishi T, Sunagawa K.
Organizer
Scientific Sessions 2015 of the American Heart Association
Place of Presentation
Orland
Year and Date
2015-11-07 – 2015-11-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] The anesthetized Rat Model of Exercise Faithfully Simulates Respiratory Abnormalities in Chronic Heart Failure2015
Author(s)
Nishizaki A, Saku K, Oga Y, Fujii K, Arimura T, Takehara T, Akashi T, Murayama Y, Kishi T, Ide T, Sunagawa K.
Organizer
Scientific Sessions 2015 of the American Heart Association
Place of Presentation
Orland
Year and Date
2015-11-07 – 2015-11-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] VNS Induced Early Suppression of The Excessive Inflammatory Response May Contribute to Its Beneficial Effects on Chronic Heart Failure.2015
Author(s)
Nishizaki A, Saku K, Oga Y, Fujii K, Arimura T, Takehara T, Akashi T, Murayama Y, Kishi T, Ide T, Sunagawa K.
Organizer
Scientific Sessions 2015 of the American Heart Association
Place of Presentation
Orland
Year and Date
2015-11-07 – 2015-11-11
Int'l Joint Research
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[Presentation] Carotid Body Denervation Attenuates Sympathetic Nerve Activity, Shifts the Pressure-Diuresis Curve to the Left and Improves Survival in rats with Hypertensive Heart Failure2015
Author(s)
Fujii K, Saku K, KIshi T, Takehara T, Akashi T, Oga Y, NIshizaki A, Arimura T, Tohyama T, Nishikawa T, Sunagawa K.
Organizer
Experimental Biology 2015
Place of Presentation
San Diego
Year and Date
2015-04-01 – 2015-04-01
Int'l Joint Research
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