研究課題/領域番号 |
09358020
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研究種目 |
基盤研究(A)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 展開研究 |
研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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研究機関 | 大阪大学 |
研究代表者 |
林 紘三郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90026196)
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研究分担者 |
宮崎 浩 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (00263228)
藤江 裕道 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (20199300)
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研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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配分額 *注記 |
25,800千円 (直接経費: 25,800千円)
1999年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
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キーワード | バイオメカニクス / 細胞 / コラーゲン線維 / 引張試験 / スティフネス / 生体タンパク分子 / 生体組織 / 力学的性質 |
研究概要 |
細胞や微細生体線維の力学的性質を調べるため引張試験システムを開発するとともに、世界で始めて線維芽細胞、平滑筋細胞、及びコラーゲン線維の正確な引張試験に成功した。 1)引張試験システム:防振台上の倒立顕微鏡を中央に、マイクロマニピュレータ、リニアアクチュエータ、ロードセル、ビデオ寸法計測装置(VDA)、恒温槽等から構成される引張試験システムを設計した。先端部を細胞接着剤で被覆した一対の屈曲マイクロピペットを用いて試料を把持する。一方のマイクロピペットをアクチュエータに連結し、これを駆動して試料に引張荷重を作用させ、他方のマイクロピペットをロードセルに取り付けて荷重を計測する。ロードセルには、カンチレバーのたわみをレーザ変異計で計測する方式(細胞用)と、半導体ひずみゲージを貼付したカンチレバーを用いる方式(線維用)を採用(ともに計測精度±0.05μN)している。また、顕微鏡を通してCCDカメラで撮像したマイクロピペットの先端間隔をVDAで測定して伸び(計測分解能約0.24μm)を求める。試料は37゜Cの液中にに維持するようになっている。 2)線維芽細胞の引張試験:家兎膝蓋腱から採取し、培養した線維芽細胞(無負荷時直径約21μm)を使用し、3μm/secの速度で引張試験を行った。スティフネス、破断荷重、破断伸びはそれぞれ約0.02N/m、0.9μN、86μmであり、引張試験中の細胞の形態は局所的に不一様であった。 3)平滑筋細胞の引張試験:家兎大動脈由来の培養平滑筋細胞のスティフネスは、合成型(無負荷時直径約32μm)では約0.09N/m、収縮型(同約31μm)では約0.17N/mが得られ、線維芽細胞より高値であった。 4)コラーゲン線維:家兎膝蓋腱から採取した直径約1μmの線維の接線係数、引張速度、破断ひずみはそれぞれ、約54MPa、835MPa、22%であり、直径約300μmの線維束や、もとの腱よりはるかに低い値であった。
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