| Project/Area Number |
16F16057
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
牛田 多加志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50323522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
HUANG WENJING 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 過大圧縮応力 / 軟骨組織 / 細胞死 / バイオメカニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軟骨組織内の死細胞の分布のメカニズム、過大圧縮応力のひずみ速度と軟骨の力学特性変化との関係、死細胞の分布と軟骨の構造変化との関係を解明することを目的とし、研究を実施した。圧縮実験装置に位置ずれの補正機能を実装しているため、リアルタイムイメージングが可能となった。軟骨組織内に不均一に分布している細胞死を説明するために、ひずみ速度をコントロールしながら過大応力を負荷し，対応する軟骨組織内の局所ひずみをreal-timeで観察し、局所ひずみと死細胞分布との関係を調べた。また，過大圧縮応力が軟骨組織の力学特性に及ぼす影響を評価するために、応力緩和実験を行った。異なるひずみ速度で圧縮した試験片を約24時間培養した後、応力緩和実験を行った。40%/minのひずみ速度で圧縮し，ひずみが最大値の20％に達した後は600秒間試験片のひずみを保ち，応力の時間経過を記録した。応力緩和曲線の時系列データに、粘弾性モデルをフィッテイングさせ、各パラメータの値を求めた。さらに，軟骨の構造変化を評価するために、組織染色を行った。凍結ブロックを凍結ミクロトームで切断し，厚み10μmの凍結切片を作製した。軟骨の構成成分は、水分、コラーゲンⅡ、プロテオグリカンの順で多くを占めている。そのため、本研究では、抗体染色でコラーゲンⅡを、トルイジンブルー(TB)染色でプロテオグリカンの変化を調べた。従来の研究から、表層は軟骨の構造、機能、力学特性などを維持する役割を果たすということが知られていた。さらに、軟骨表層の伸展及び圧縮特性が作用するひずみ速度に依存することも知られていた。そのため、本研究では、表層、中層、深層の全体を含む試験片と、表層（軟骨全体の深さの10%）を取り除いた試験片を用い、圧縮する時の局所変形と圧縮された後の死細胞の分布を比較し、軟骨内死細胞の分布における表層の役割を調べた。
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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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