| 研究課題/領域番号 |
19K04432
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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21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
工藤 寛之 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (70329118)
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| 研究分担者 |
森澤 健一郎 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (60410130)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 生体計測 / バイオセンサ / 乳酸 / 電気化学 / 代謝 / 無侵襲 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
皮膚表面に医療用の絆創膏と一体化したマイクロデバイスを貼り付けるだけで、皮膚表面から分泌される化学物質をリアルタイムにモニタリングする「無侵襲代謝評価システム」を開発する。本研究で開発するシステムは、皮膚表面にキャリアフローと呼ばれる分泌物を溶解してバイオセンサに輸送する、申請者が新規に考案したサンプリング法を用いることによって、従来難しかった発汗量のゆらぎや、皮膚に出てきた際の蒸発に伴い分泌物の濃度が変化してしまう課題を解決したことである。本研究事業では、システムの小型化と集積を進め、医療・スポーツや日常の健康づくりに応用できる可能性を実験的手法示すことを目的としている。
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| 研究成果の概要 |
皮膚表面で汗に含まれる乳酸を連続計測する新規なバイオモニタリングデバイスを開発し，運動中の被験者や集中治療室の患者などさまざまな状況における乳酸モニタリングに供し，その有用性を確認した。
この成果を実現するために創意工夫した点は，汗を容器に集めるのではなく，皮膚表面に設けた流路中にリン酸緩衝生理食塩水を流し，これをキャリアフローとして分泌した汗をバイオセンサに搬送することで連続計測を可能とした点と，医療用絆創膏とシリコーンゴム製を組み合わせて柔軟な汗採取デバイスを開発したことにより長時間，安定してシステムを稼働させることが可能になった点である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
皮膚表面において生体成分を無侵襲計測することは，ポストパンデミックにおける医療及びヘルスケアにおいて極めて重要な課題である。特に活動量や体温・心拍などと比べ，生体成分の情報化とそのビッグデータ活用は技術的な観点から実用化が遅れている。本研究成果は様々な生体成分を安定して高い信頼性で計測する技術を提案するもので、運動時の汗中成分の分泌動態に関する詳細な調査が可能になることに加え、将来的に家庭での健康管理の質を飛躍的に高めることに寄与しうるものである。
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