• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

せん断刺激に起因した赤血球と血小板の機能低下・損傷現象に関する総合的基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K01370
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

渡邉 宣夫  芝浦工業大学, システム理工学部, 准教授 (00568644)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード血液流動可視化 / せん断流れ / 血小板凝集 / 赤血球変形能 / NO産生 / 血液損傷 / 血漿タンパク / 血液ポンプ / 血液細胞 / せん断刺激 / 機械式循環補助 / 血漿タンパク損傷 / 血小板活性 / 流れの可視化 / せん断応力 / 人工臓器 / 血液 / 赤血球 / 人工臓器学 / 細胞機能 / 細胞損傷 / 膜上タンパク応答
研究成果の概要

心臓が悪い患者に対して利用される血液ポンプ、重度のぜんそく患者を助ける人工心肺装置などを用いると血液に含まれる赤血球や血小板、さらにはタンパク質まで、機能低下を引き起こしてしまいます。私たちは、赤血球が流れの激しさに応じて一酸化窒素を発生する事や、機能低下が引きおこる時の赤血球の形の変化、血小板のくっつく程度を確かめる方法を使って、流れの激しさに応じてたんぱく質の能力が低下する事、さらには血液ポンプなどの激しい流れで赤血球の膜が酸化してしまうリスクがある可能性など、明らかにする事ができました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来血液ポンプや体外循環装置を例とした血液循環補助機械の利用による血球破壊(溶血)現象は光技術を利用した間接的な形で、研究されていた。また、流れの中でどのように赤血球が溶血に至るかまでは、従来の技術では、なかなか調べる事が出来ていなかった。このような背景を受け、我々は、流れの中で直接血液細胞を観察する事ができる技術を構築した。そしてそれを用いて、豪州研究者らと協力し、赤血球が溶血に至る前の段階で、いびつな形状が出現する事、せん断刺激の度合いによりNO産生量が変化する事や膜酸化が生じる事、血小板の凝集しやすさも影響を受ける事などを明らかにする事ができた。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 12件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Griffith大学医学部/Griffith大学工学部/Prince Charles病院救命救急研究所(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Charite 大学病院研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Griffith University/Prince Charles Hospital(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The Prince Charles Hospital, Brisbane/Griffith University(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Shear-stress mediated nitric oxide production within red blood cells: A dose-response2019

    • 著者名/発表者名
      Horobin Jarod T.、Watanabe Nobuo、Hakozaki Masaya、Sabapathy Surendran、Simmonds Michael J.
    • 雑誌名

      Clinical Hemorheology and Microcirculation

      巻: 71 号: 2 ページ: 203-214

    • DOI

      10.3233/ch-189412

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of erythrocyte deformation induced by supraphysiological shear stress2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Nobuo、Shimada Takahiro、Hakozaki Masaya、Hara Ryohei
    • 雑誌名

      The International Journal of Artificial Organs

      巻: 41 号: 12 ページ: 838-844

    • DOI

      10.1177/0391398818793387

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intravital Observation of Microvascular Remodeling During Chronic Exposure to Hypoxia in Mice2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura, M. Shibata, N. Watanabe
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol 2018

      巻: 1072 ページ: 245-249

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Blood-device interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Simmonds Michael J.、Watanabe Nobuo、Nandakumar Deepika、Horobin Jarod
    • 雑誌名

      Mechanical Circulatory and Respiratory Support

      巻: 1 ページ: 597-626

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-810491-0.00019-9

    • ISBN
      9780128104910
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] せん断流れに起因した血液損傷の解明 ‐画像解析を用いた赤血球損傷および血小板凝集評価‐2020

    • 著者名/発表者名
      井上 雅喬, 渡邉宣夫
    • 学会等名
      ライフサポート学会 フロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical characteristics of Blood cells2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Watanabe
    • 学会等名
      International Conference on Mechanical, Electrical and Medical Intelligent System 2019 (ICMEMIS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The threshold shear stress for mechanical damage as evaluated by hemolysis, red blood cell deformability and platelet activation using a novel shearing device2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Igarashi, Tomotaka Murashige, Katrina Ki, Michael J. Simmonds, Geoff Tansley, John F. Fraser, Nobuo Watanabe, Chris H. H. Chan
    • 学会等名
      The 8th Meeting of the International Federation for Artificial Organs (IFAO 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] the effect of shear rate and exposure time on the formation size of human platelet aggregations2019

    • 著者名/発表者名
      Masataka Inoue, Katrina K. Ki, Tomotaka Murashige, Michael J. Simmonds, Nobuo Watanabe, Geoff D. Tansley, John F. Fraser, Chris Hoi Houng Chan
    • 学会等名
      International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study to evaluate erythrocyte’s membrane oxidation during shear stress loading by centrifugal blood pump2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Udono Yugo Kato, Koji Fukui, Nobuo Watanabe
    • 学会等名
      International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abrupt change of shear stress as additional hemolysis factor2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Watanabe and Reina Ioka
    • 学会等名
      ESAO Congress Sept 3-7 2019 Hannover, Germany
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Image analysis to detect erythrocyte damage induced by high shear stress2019

    • 著者名/発表者名
      Masataka Inoue,Masaya Hakozaki ,Jarod T. Horobin,Antony P. McNamee,Geoff D. Tansley, John F. Fraser, Michael J. Simmonds,Shuto Yoshida, Masahiro Shibata, Nobuo Watanabe
    • 学会等名
      Life Engineering Symposium 2019 (LE2019) 34th Biological and Physiological Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of shear stress and exposure time on the formation size of platelet aggregation2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Hoi Houng Chan, Masataka Inoue, Katrina K Ki, Tomotaka Murashige, John F Fraser, Nobuo Watanabe, Geoff Tansley
    • 学会等名
      The American Society for Artificial Internal Organs (ASAIO)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 画像解析による高せん断応力下の損傷赤血球検知法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      井上雅喬, 箱﨑雅也, Jarod T. Horobin, Antony P. McNamee, Geoff D. Tansley, John F. Fraser, Michael J. Simmonds, 渡邉宣夫
    • 学会等名
      第57回日本人工臓器学会大会(JSAO 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] せん断速度が血小板凝集サイズに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      井上雅喬,Ki Katrina, 村重 智崇,Simmonds Michael, 渡邉宣夫,Tansley Geoff, Fraser John, Chan Chris
    • 学会等名
      LIFE2019日本機械学会福祉工学シンポジウム2019第35回ライフサポート学会大会第19回日本生活支援工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 観察点移動機構を有するせん断流れ発生撮影装置を用いたラット新鮮血中の赤血球観察2019

    • 著者名/発表者名
      池田直生、井上雅喬、浅井森介、吉田脩人、渡邉宣夫
    • 学会等名
      第42回日本バイオレオロジー学会年会第27回福岡県臨床工学会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 密度別に区分した赤血球に対する膜酸化量の測定評価2019

    • 著者名/発表者名
      鵜殿裕輝、福井浩二、渡邉宣夫
    • 学会等名
      第42回日本バイオレオロジー学会年会第27回福岡県臨床工学会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The effect of shear stress and exposure time on the formation size of platelet aggregation2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Hoi Houng Chan, Masataka Inoue, Katrina K Ki, Tomotaka Murashige, John F Fraser, Nobuo Watanabe, Geoff Tansley
    • 学会等名
      The American Society for Artificial Internal Organs (ASAIO) San Francisco.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abrupt change of shear stress as additional hemolysis factor2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuo Watanabe and Reina Ioka
    • 学会等名
      ESAO Congress Sept 3-7 2019 Hannover, Germany.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualisation of the erythrocyte damage process induced by sublethal shear stress2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hakozaki, M. J. Simmonds, J. T. Horobin, A. P. McNamee, T. Shimada, R. Hara, N. Watanabe
    • 学会等名
      ESAO 2018 Madrid Spain.
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Discussion about high shear stress induced erythrocyte’s damage and lysis -Interpretation of hemolysis in cardiovascular devices based on our visualized erythrocytes’ behaviors2018

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, T. Shimada, N. Ikeda, M. Hakozaki, K. Igarashi
    • 学会等名
      Joint Meeting of The European Society for Clinical Hemorheology and Microcirculation The International Society for Clinical Hemorheology The International Society of Biorheology 2-6 July 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 観察点移動機構を有する 血液細胞流動撮影装置の構築とその妥当性検証2018

    • 著者名/発表者名
      池田 直生 , 井上 雅喬 , 箱﨑 雅也 , 五十嵐 公輔 , 渡邉 宣夫
    • 学会等名
      第41 回日本バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualized erythrocyte’s shear induced damage process under high shear flow2017

    • 著者名/発表者名
      N. Watanabe, T Shimada, M Hakozaki, R Hara
    • 学会等名
      44th ESAO and 7th IFAO Congress
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi