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骨の力学的適応現象の解明を目指した骨組織形成過程のその場観察系の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19650114
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

松本 健郎  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (30209639)

研究分担者 長山 和亮  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (10359763)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2008年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2007年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードバイオメカニクス / 機械材料・材料力学 / 生物・生体工学 / 細胞・組織 / 力学的適応 / その場観察
研究概要

昨年度は,石灰化過程ならびにコラーゲン線維の走行を観察する方法を確立し,倒立型顕微鏡ステージ上に設置可能な培養装置を試作するとともに,鶏雛脛骨を厚さ200μmに薄切して無菌的に培養する方法の確立に成功した.そこで研究後半の本年度は,骨薄切試料に力学負荷が可能なように培養装置を改良するとともに,準静的ならびに動的な負荷を加えつつ骨試料を培養し,骨形成過程に与える力学負荷の影響を調べた.すなわち,鶏雛脛骨の骨軸方向に垂直な薄切試料の両端をバネ機構を利用してクランプし,試料面内方向に引張・圧縮を加えることのできる装置を試作した.予備的試験の結果,試料に引張を安定して加えることは可能であったが,圧縮は試料の座屈により加えることが困難であった.この装置を用いて試料に準静的な引張を24時間加えたところ,試料に加わる引張ひずみが5%以上の場合,石灰化が有意に促進されることが明かとなった.ひずみが3%以下の場合には静置培養された試料と有意差がなかった.また,石灰化の方向を調べたところ,試料の引張方向に石灰加速度が有意に早いことが明かとなった.次に,試料の引張に伴うコラーゲン線維の走行変化を偏光顕微鏡を用いて調べたところ,石灰化の進行方向はコラーゲン線維の走行方向とよい相関があること,石灰化の速度が上昇するひずみ3%前後を境として,コラーゲン線維の走行が引張り方向に揃うことなどが明らかとなった.コラーゲンの配向が幼若骨組織の石灰化を促進・誘導する可能性が示唆された.

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Contribution of Actin Filaments and Microtubules to Quasi-in situ Tensile Properties and Internal Force Balance of Cultured Smooth Muscle Cells on a Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology, Cell Physiology 295

      ページ: 1569-1578

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Characterization of Brain Tissue in High-Rate Extension2008

    • 著者名/発表者名
      Tamura A
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering 3・2

      ページ: 263-274

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Micro Tensile Tester with Feed-back Control for Viscoelastic Analysis of Single Isolated Smooth Muscle Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Medical Engineeing & Physics Q9

      ページ: 620-628

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Actin filaments affect on not only elasticity but also late viscous response in stress relaxation of single isolated aortic smooth muscle cells2007

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering Q

      ページ: 93-104

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ブタ胸大動脈壁内弾性板・平滑筋に生理状態で作用する力の推定2008

    • 著者名/発表者名
      松本 健郎
    • 学会等名
      第20回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-01-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Microscopic Mechanical Analysis of Aortic Wall : Estimation of Stress in the Intramural Elastic Laminas and Smooth Muscle Cells in a Physiological State2008

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      2008 Summer Bioengineering Conference
    • 発表場所
      Florida, FL, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] On the Intracellullar Memory of Stress Fiber Orientation : Effects of Microtubules and Focal Adhesions on the Repolymerization Process of Stress Fibers2008

    • 著者名/発表者名
      Yang YF
    • 学会等名
      2008 Summer Bioengineering Conference
    • 発表場所
      Florida, FL, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of Stress Fibers to Quasi-in situ Tensile Stiffness of Smooth Muscle Cells2008

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K
    • 学会等名
      2008 Biomedical Engineering Society Annual Fall Meeting
    • 発表場所
      St. Louis, MO, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Mechanical Stimulation on the Mechanical Properties and Calcification Process of Immature Chick Bone Tissue in Culture2008

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      The 13th Int Conf on Biomed Engng (ICBME2008)
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Blood vessel wall as composite materials: Mechanical analysis of aortic walls considering microscpic structure2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      International and NCCOM-6 Conference on Future Trends in Composite Materials and Processing
    • 発表場所
      Kanpur,India
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical analysis of the aortic wall considering microscopic heterogeneity2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      The 1st MACS International Conference on Computational Biomechanics and Biology
    • 発表場所
      Pilsen,Czech Republic
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Biomechanics at Micro-and Nanoscale Levels, Volume IV2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 総ページ数
      172
    • 出版者
      World Scientific,Singapore
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bio.mech.nitech.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://bio.mech.nitech.ac.jp/top.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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