| 研究課題/領域番号 |
19K03813
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 成蹊大学 |
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研究代表者 |
村上 朝之 成蹊大学, 理工学部, 教授 (20323818)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 低温プラズマ / 計算生物学 / 低温プラズマ理工学 / プラズマ医療 / 数理モデリング / プラズマ化学 / 生体反応モデリング / 低温大気圧プラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
放電現象の一種である低温大気圧プラズマを生体医療分野へと応用する研究である。近年、世界的に注目されているプラズマの生体医療応用分野においては多くの実験的研究が行われている。ところがプラズマの効果に関するメカニズムの詳細が明らかとなっていない現象が多い。そこで本研究では、数学的な手段により複雑な現象をモデル化し、なぜプラズマの利用が生化学的・医学的に有効であるのかを明らかにする。単一の細胞の中で起きる現象を解明し、さらには細胞群体レベルとして現れる生体機能・挙動を明らかにする。世界に先駆けた理論的・数値計算的研究により、低温大気圧プラズマの生体医療応用研究を格段に進展させる。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、数理モデリングを手段とし、低温大気圧プラズマによって誘起される生化学反応および細胞挙動を定量的に解明することを目的とする。特にプラズマ照射に起因した (1) 活性酸素窒素種の導入が細胞呼吸・エネルギー代謝等の生命維持機能に及ぼす影響、(2) 活性酸素窒素種の導入が誘発する細胞死挙動、および (3) これらの挙動を司るシグナル伝達機能を解明する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により「外的要因であるプラズマ照射」と「結果として現れた生体現象や医学的効果」の狭間にある「内的要因である生化学反応ネットワークおよびこれに創発される細胞挙動」の理解が格段に加速された。このことは、低温プラズマの生体医療応用研究の進展に大きく寄与する。また、本研究で新たに開発した化学反応システムの数理的取り扱い手法、すなわち複雑ネットワークの可視化手法はプラズマ物理化学の一分野にとどまらず広範に応用可能であり、膨大なデータの取り扱いが要される次代の科学技術の進歩に大きく寄与する。
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