| 研究課題/領域番号 |
19K20659
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分90110:生体医工学関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 (2021-2023)
東北大学 (2019-2020) |
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研究代表者 |
宮内 優 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00758691)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 赤血球 / 血管内皮 / 数値シミュレーション / 流体構造連成解析 / 流体解析 / 遠心力 / 膜 / 曲げ剛性 / 分子動力学 / グリコカリックス / 生体医工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血管内皮の細胞膜表面を覆う高分子タンパク質群（グリコカリックス）は分子フィルタ，好中球等の接着制御，血流からのずり刺激へのセンサリングなど，恒常性の保持に関する多くの機能を有している．グリコカリックスの損傷によって循環器系疾患が引き起こされることが指摘されているが，その損傷を与える血流動態については分かっていない．本研究では赤血球とグリコカリックスの相互作用に着目し，分子動力学による赤血球膜とグリコカリックスの相互作用の解析および，グリコカリックスとの相互作用を考慮した連続体スケールの赤血球流動シミュレーションを実施することにより，赤血球とグリコカリクスの力学的相互作用の解明を目的とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究は、循環器系疾患の発症・進展メカニズムの解明に関する基礎研究として、赤血球と血管内皮上に存在するグリコカリックスの力学的相互作用の解明を目指したものである。連続体スケールにおける流体と膜の連成解析によって壁面近傍を移動する赤血球の変形形状やその周囲の流れ場が明らかとなった。また、分子動力学解析によって血管内皮とその上を移動する赤血球膜の間に存在する水分子の分布などが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グリコカリックスのサイズはナノメートルオーダーであるのに対して赤血球流動のスケールはマイクロメートルオーダーであるため、赤血球と血管内皮の相互作用はほとんど分かっていない。本研究はそれらの相互作用を連続体スケールの数値シミュレーションと分子動力学解析によって解明を試みたものである。グリコカリックスの損傷は循環器系疾患の発症に関連するため、その損傷プロセスを明らかにすることは循環器系疾患のメカニズム解明につながると期待できる。
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