室内環境解析用の数値人体モデルに統合する生理的薬物動態モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 16K14346
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 建築環境・設備
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 伊藤 一秀 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (20329220)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 生理的薬物動態モデル / 数値人体モデル / 経気道暴露 / 経皮曝露 / 計算流体力学 / 数値解析 / 数値気道モデル / 経気道曝露 / 生理的薬物動態解析 / 健康影響予測評価

研究成果の概要

本研究では室内空気環境設計のための新たな健康影響予測評価モデルの開発に取り組んだ．特に(1) 室内空気中の感染性汚染物質を吸入することによる経気道暴露問題を対象として，気道沈着後の感染リスクを定量的に評価する生理的薬物動態解析(PBPK)モデルを開発した．(2) 人体呼吸器系を再現した数値人体モデル(CSP)にPBPKモデルを統合した上で，特に血流解析の点で皮膚温制御のための人体熱モデルとの連成解析手法を検討した．(3) 室内環境中での喫煙を想定し，副流煙による高濃度短期暴露条件を想定した感度解析を実施することで，PBPK-CFD-CSP連成解析の有効性・可能性を検討した．

研究成果

• [雑誌論文] First- and second-hand smoke exposure assessment from e-cigarettes using integrated numerical analysis of CFD and a computer-simulated person with a respiratory tract model (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kuga, Kazuhide Ito, Sung-Jun Yoo, Wenhao Chen, Ping Wang, Jiawen Liao, Jeff Fowles, Dennis Shusterman, Kazukiyo Kumagai
  • 雑誌名: Indoor and Built Environment 巻: (will be fixed soon) 号: 7 ページ: 898-916
  • DOI: 10.1177/1420326x17694476
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical Prediction of Tissue Dosimetry in Respiratory Tract using Computer Simulated Person integrated with physiologically based pharmacokinetic (PBPK)-computational fluid dynamics (CFD) Hybrid Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sung-Jun Yoo and Kazuhide Ito
  • 雑誌名: Indoor and Built Environment, 巻: in Press 号: 7 ページ: 877-889
  • DOI: 10.1177/1420326x17694475
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 経気道曝露リスク評価のためのPBPK-CFDモデルの統合 気道モデルを統合した数値人体モデルの開発 第3報 (2016)
  • 著者名/発表者名: Sung-Jun Yoo，伊藤一秀
  • 雑誌名: 日本建築学会環境系論文集 巻: Vol.81，No. 729 ページ: 971-978
  • NAID: 130005171968
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Quantitative risk assessment of transient inhalation exposure using PBPK-CFD hybrid model with computer simulated person (2018)
  • 著者名/発表者名: Sung-Jun Yoo and Kazuhide Ito
  • 学会等名: COBEE 2018, Melbourne, Australia, pp417-419
  • 国際学会
• [学会発表] Virtual Bronchiole Model Based on the Numerical Respiratory Tract Model for Comprehensive Exposure Assessment to E-Cigarettes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Kuga, Sung-Jun Yoo, Kazuhide Ito, Wenhao Chen, Ping Wang, Jeff Fowles, Dennis Shusterman, Kazukiyo Kumagai
  • 学会等名: Healthy Buildings 2017 Asia, Taiwan, pp122-125
  • 国際学会
• [学会発表] Transient analysis of inhalation exposure by using computer simulated person integrated with PBPK-CFD hybrid model, (2017)
  • 著者名/発表者名: Sung-Jun Yoo and Kazuhide Ito
  • 学会等名: Healthy Buildings 2017 Asia, Taiwan, pp 135-138
  • 国際学会
• [学会発表] 咳由来の飛沫・飛沫核の輸送モデルとCFD-CSPとの連成解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本秀真，久我一喜，劉 城準，伊藤一秀
  • 学会等名: 日本建築学会九州支部研究発表会・研究報告
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] e-Cigaretteを対象とした経気道暴露シミュレーション (第3報) 総合的な経気道曝露評価のための下気道モデル (2017)
  • 著者名/発表者名: 久我一喜，伊藤一秀
  • 学会等名: 日本建築学会九州支部研究発表会・研究報告
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] 呼吸器系詳細形状を再現したComputer Simulated Personの開発 (第1報) (第3報) PBPK-CSP-CFD連成解析による経気道曝露リスクの定量評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 劉 城準，伊藤一秀
  • 学会等名: 日本建築学会九州支部研究発表会・研究報告
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] ラット・イヌ・サル・ヒトを対象とした上気道内流れ場と換気効率解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 光宗航基，伊藤一秀
  • 学会等名: 日本建築学会九州支部研究発表会・研究報告
  • 発表場所: 長崎大学
• [備考] 九州大学 伊藤一秀研究室