2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of rupture mechanisms of aortas by observation of their microstructure at rupture site
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26709002
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオメカニクス / 細胞・組織 / 血管壁 / 破壊メカニズム / コラーゲン / エラスチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は，始めに壁内のコラーゲン線維とエラスチン線維の結合度が，血管壁の破壊にどの程度影響を与えるかを検証した．計算機上でこれら線維のネットワークモデルを作製し，エラスチン線維とコラーゲン線維の結合度による線維内の最大応力分布の変化を調べた．しかし，実際の結合可能数を考慮しても，血管壁破壊箇所への影響はほぼない結果であり，エラスチンの破壊への影響は低いことが示唆された.そこで，顕微鏡下で2軸引張破壊試験を行い，破壊前後で多光子顕微鏡下観察によるコラーゲン線維の配向具体を調べた．その結果，破壊開始点では，コラーゲン分布密度が低い点に加え，層間の線維の蛇行度の差が大きい傾向があった．即ち，血管半径方向を含む面内せん断がこの領域で大きく，3次元的なひずみが大きいことが原因で破壊開始点となりやすい可能性が示唆された．
また，本年度の目的の1つとした，多光子顕微鏡下での圧力負荷破裂試験装置を作製し，顕微鏡下で全ての円周方向の壁内構造を観察しながら圧力負荷をする実験系を確立できた．これにより，これまで背中側と腹側で血管壁の剛性が異なるとされてきた原因の１つにコラーゲン線維の蛇行度の差異があることがわかった．また，正常血管でも血管壁内はこれまでに予想されていなかったような変形をしていることがわかった．しかし，計画により作製した大動脈瘤モデル動物の血管壁は脆弱化しておらず，本試験法を大動脈瘤に適用するには至らなかった．この点については，今後のプロジェクトで検討していきたい．
一方，コラーゲンのサブタイプを顕微鏡下で判定する手法は，1本のコラーゲン線維であればtype IとType IIIコラーゲンを定量的に評価できそうな結果が得られた．引き続き既存法である生化学的な手法との比較により，本手法の信頼性を検証しており，有効性が認められれば，簡便なコラーゲン線維成分分析法が確立できると考える．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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