生体内微小血流系の可視化計測法の開発とその成人過小グラフト生体肝移植研究への応用

Research Project

Project/Area Number	15659292
Research Category	Grant-in-Aid for Exploratory Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	General surgery
Research Institution	Niigata University
Principal Investigator	佐藤好信新潟大学, 医歯学総合病院, 助手 (20313538)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤沢延行新潟大学, 工学部, 教授 (20165369)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000) Fiscal Year 2004: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2003: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords	hepatic microcirculation / shear stress / particle imaging velocimetry / living related liver transplantation / small-for-size graft / 微小循環 / microPIV / 生体肝移植 / 過小グラフト
Research Abstract	成人生体肝移植においては、ドナーの安全性という前提のもと過小グラフトが大きな課題となっている。この臨床的課題には肝切除後の肝再生と肝障害というテーマが内在している。なぜ肝切除後再生が始まり終わるのか、そのメカニズムは依然として明確になってはいません。我々は肝切除後の肝再生のトリガーになっているのが、単純な物理的な力であるshear stressであるとの仮説を発表しました。さらに急激なshear stressの上昇が肝切除後肝内外に大きな免疫系への影響を及ぼしホメオスターシスを維持していることを報告してきた。そのなかで生体類洞血流のshear stressの可視化定量は、過小グラフトのメカニズムを理解し、解決法を開発する上で非常に重要である。【肝血流定量的解析への取り組み】本研究ではマイクロPIV測定による肝微小循環の可視化定量の基礎的実験を試みた.方法:透明アクリルを材質として血流の基本である,直流と合流・分岐モデルの直管・Y字管(幅300μm,厚さ100μm)test channelを作成した.ストロボを用いた実験装置を作成し,作動流体は蒸留水とし1μmのトレーサーを用いた.ストロボ光を検査領域下方に置かれたミラーを介して物体面に照射し,対物レンズ(20倍)ならびに結像レンズを介してCCDカメラで撮影した.これらについてPIV解析アルゴリズムDirect cross correlation法による管内速度分布比較し,壁面shear stressの計測を施行した.結果:直管の実測と数値シミュレーションの速度比較分布はほぼ一致し,装置の計測誤差評価の不確かさは3.74%と許容範囲内であった.さらに壁面から5点抽出し一次式で近似τ=μ・du/dyによりshear stressを算出した.これも直管シミュレーションとほぼ一致した. まとめ:血流の基本モデルを構築し,マイクロPIV測定による可視化定量,shear stressの測定を行った.測定結果はシミュレーションとほぼ一致し誤差は許容範囲内であった.作動流体を血液とした結果についても報告する.今後生体への応用を検討している.