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メカニカルストレスによる血液凝固反応抑制メカニズムの粘弾性学的定量評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K12923
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 医療技術評価学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

丸山 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究部門付 (30358064)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードメカニカルストレス / せん断応力 / 人工臓器 / 血液 / 血栓 / 血液凝固第V因子 / 出血 / フォンビル・ブランド因子 / 血液凝固因子 / せん断速度 / 血液凝固反応 / 遠心血液ポンプ / メカノバイオロジー
研究成果の概要

血液にメカニカルストレス(せん断応力)を負荷し、粘弾性学的な評価を行うことによって、血液凝固反応が抑制されることを明らかにできた。血液凝固に関しては、血漿タンパク中の血液凝固第V因子が、血液凝固反応に大きく関与することが証明された。また、出血に関しては、同じく血漿タンパクであるフォンビル・ブランド因子の崩壊量が、同環境のメカニカルストレスを負荷しても異なり、出血しやすい血液と出血しにくい血液に分類されることが本実験で明らかとなった。本実験から、メカニカルストレスに対して血液凝固第V因子とフォンビル・ブランド因子が血液凝固反応抑制に深く関与するメカニズムが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

循環器系人工臓器を使用した治療を行うときの重篤な合併症が「血栓」と「出血」である。研究者たちは経験的に、「血液に流動を与えないと凝固する」ということを認識しているが、どの程度の流動(メカニカルストレス)をどの程度の時間与えると、血栓形成がどの程度抑制されるかの詳細は明らかではなかった。出血は、凝固とは反対の意味にとらえられるが、血液凝固反応抑制が極端に進行した例である。本研究を実施したことにより、メカニカルストレスに関与するこれらのタンパク量を検査することにより、血栓や出血を抑えることが可能となる。本研究で得られた成果は、循環器系人工臓器の機種選択や運転至適条件に大きく貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] レオメータを使用したせん断速度に基づく血栓形成の定量評価と血液凝固反応のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴
    • 雑誌名

      ライフサポート

      巻: 29 ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Reaction mechanism of blood coagulation factors in shear flow field2016

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山修
    • 雑誌名

      Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2016 IEEE 38th Annual International Conference of the IEEE

      巻: 38 ページ: 4309-4312

    • DOI

      10.1109/embc.2016.7591680

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] せん断応力が血液凝固に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 45 ページ: 232-236

    • NAID

      130005439754

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 高せん断応力下における血小板凝集の定量評価2020

    • 著者名/発表者名
      太田晶子、迫田大輔、小阪亮、丸山修、西田正浩
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高せん断流れによるin vitro血小板凝集能の影響と定量的評価2019

    • 著者名/発表者名
      太田晶子、迫田大輔、小阪亮、丸山修、西田正浩
    • 学会等名
      第18回 産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative evaluation of platelet aggregation under high shear stress2019

    • 著者名/発表者名
      太田晶子、迫田大輔、小阪亮、丸山修、西田正浩
    • 学会等名
      IFAO 2019(The 8th Meeting of the International Federation for Artificial Organs)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 循環器系人工臓器内で生じる血栓/止血現象の定量評価2018

    • 著者名/発表者名
      丸山 修
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] レオメータを使用したせん断速度に基づく血液凝固反応のメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      ライフサポート学会 第26回フロンティア講演会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断流れ場における血液凝固因子の反応2017

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      第16回 産総研・産技連LS-BT合同研究発表会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター共用講堂(つくば市)
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 非生理的高ずり応力は血液凝固第V因子に作用し血栓形成を抑制する。2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志、
    • 学会等名
      第39回日本血栓止血学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二重円筒型レオメータを使用したせん断流れ場における血栓/溶血定量評価2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、中島翔太、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、増澤 徹、山根隆志
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度茨城講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウシ、ブタおよびヒト血液のせん断応力に基づく血液凝固特性の比較2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      第55回日本人工臓器学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断応力が血栓形成反応抑制に及ぼす血液凝固反応の定量評価2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      LIFE2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Shear-Responsive Blood Coagulation Factors Related to Inhibition of Thrombosis,2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、
    • 学会等名
      2017 International Conference of Mechanical Circulatory Support,
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高せん断応力が血液凝固反応抑制に及ぼすメカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、
    • 学会等名
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断速度負荷時の血液凝固反応における血液凝固因子活性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      つくば医工連携フォーラム2017
    • 発表場所
      国立研究開発法人物質・材料研究機構(つくば市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動物種の異なる血液のせん断応力に対する血液凝固特性の比較2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      第54回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(米子市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断応力に特異的に影響を受けるヒト血液凝固第V因子活性の定量評価2016

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      第54回日本人工臓器学会大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(米子市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] In Vitro Quantitative Thrombosis of Bovine, Porcine, and Human Blood under Shear Flow2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、村重智崇、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      24th Congress of International Society for Rotary Blood Pumps
    • 発表場所
      ホテルレイクビュー水戸(水戸市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative evaluation of the effect of shear loading on human blood coagulation factors2016

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      24th Congress of International Society for Rotary Blood Pumps
    • 発表場所
      ホテルレイクビュー水戸(水戸市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 血流せん断応力に影響を受ける血液凝固因子の評価2016

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      LIFE2016
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス(仙台市)
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断応力が血液凝固因子の反応速度に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      第39回日本バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      東海大学校友会館(東京都)
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 非生理的ずり速度における血栓形成抑制メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      第38回血栓止血学会学術集会
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム(奈良市)
    • 年月日
      2016-06-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] せん断応力による血液凝固反応抑制の定量評価と反応メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      丸山 修、川上滉貴、迫田大輔、小阪 亮、西田正浩、山根隆志
    • 学会等名
      第55回日本生体医工学会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山市)
    • 年月日
      2016-04-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 血流によるせん断負荷が血液凝固因子の反応に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      川上滉貴、迫田大輔、小阪亮、西田正浩、川口靖夫、丸山 修
    • 学会等名
      日本機械学会
    • 発表場所
      茨城大学日立キャンパス(日立市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] せん断応力負荷時のフォンウィルブランド因子高分子マルチマーの保持率のインビトロ測定法2017

    • 発明者名
      齋木佳克、堀内久徳、土方亘、坂爪公、丸山修、迫田大輔
    • 権利者名
      産業技術総合研究所他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 公開番号
      2019-060772
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] せん断応力負荷時のフォンウィルブランド因子高分子マルチマーの保持率のインビトロ測定法2017

    • 発明者名
      坂爪 公、齋木佳克、堀内久徳、丸山 修、迫田大輔、土方 亘
    • 権利者名
      坂爪 公、齋木佳克、堀内久徳、丸山 修、迫田大輔、土方 亘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-186730
    • 出願年月日
      2017
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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