| 研究課題/領域番号 |
14350054
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
本間 寛臣 豊橋技術科学大学, 工学教育国際協力研究センター, 教授 (70016583)
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| 研究分担者 |
山口 聡 旭川医科大学, 医学部, 講師 (40230354)
FERGYANT Gunawan (GUNAWAN F) 豊橋技術科学大学, 工学部, 教務職員 (80314102)
関東 康祐 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60177764)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2002年度: 9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
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| キーワード | 結石 / 対外衝撃波結石破砕装置 / 応力波 / 有限要素法 / 破壊解析 / 体外衝撃波結石破砕装置 / 石膏 / 脆性破壊 / 腎臓損傷 / 体外衝撃波結石破壊 |
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| 研究概要 |
本研究の成果は以下のようにまとめられる。
石膏試験片を用いた結石破砕実験から、結石を破砕するために入射するパルス状応力波の持続時間は破砕するに必要な応力波の強度、すなわちパルスの振幅に大いに影響することが明になった。現在、体外衝撃波結石破砕治療に用いられている衝撃波の持続時間は約1〜3μ秒であり、この衝撃波では非常に大きな波強度(圧力)が必要になる。このため、持続時間の長い応力波を結石に入射する装置の開発が必要である。この目的で超音波による結石破砕装置の開発を実施しており、現在、なお、開発研究中である。さらに、結石内の応力波の伝ぱは、結石の音響インピーダンスに大いに影響されるため、効率よく破砕するためには、結石の成分ごとに、最適な持続時間を持った応力波を入射させる必要がある。
数値解析から対向二重照射により、二つの衝撃波を同一位相で同時に結石に入射させれば、結石内の引張応力波の振幅は広領域に渡って増幅されることが明らかになった。この方法により、人体組織の損傷を大幅に軽減できる結石破砕装置の開発は理論的に可能である。しかしながら、人体内の応力波の伝ぱが体内組織、例えば脂肪、骨、臓器などにより、微妙に影響されるであろうから、二つの発生源から発生された応力波を人体の結石に同位相で同時に到達させることはかなりの困難が予想される。更なる研究が、実用化に向けて必要である。
一方、臨床学的に豚の腎臓に衝撃波を与え、腎臓上皮細胞の損傷状況を観察した研究では、上皮細胞膜を構成する要素の一つであるリン脂質、Phosphatidylserineが衝撃波により細胞膜から離脱する現象が観察された。これが、結晶-細胞相互作用に大きな影響を与えるものと推論された。結石発生に関する実証実験を実施する必要がある。
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