| 研究課題/領域番号 |
19K20691
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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 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
長谷 栄治 徳島大学, ポストLEDフォトニクス研究所, 特任助教 (50805512)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 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 | 放射光 / X線 / 骨 / 微細力学 / SAXS / WAXD / 糖尿病 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体組織の内部微細構造を数Åオーダーから数十nmオーダーで時分割に可視化できる小角散乱（SAXS: small-angle X-ray scattering），広角回折(WAXD: wide-angle X-ray diffraction)同時計測装置を力学試験と組み合わせ，２型糖尿病皮質骨の微細力学解析に応用する．２型糖尿病では，終末糖化産物によるコラーゲン架橋の異常により骨強度が低下すると報告されているが，本手法で可視化する骨中ハイドロキシアパタイトとコラーゲンの変形の振る舞いが糖尿病によってどのように，どの程度変化するのかを疾患の重篤度・進行度の違いとともに調査することをゴールとする．
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| 研究成果の概要 |
放射光小角散乱・広角回折同時計測装置を力学試験と組み合わせ，２型糖尿病皮質骨の微細力学解析に応用した．放射光実験等のデータ解析から，糖尿病モデルの大腿骨では，マクロな力学特性の劣化の傾向を確認した．ミクロな変化としては，骨中ハイドロキシアパタイトが変形しやすくなっている一方で，コラーゲンは変形しにくくなる傾向があることを確認した．また，近赤外光によるコラーゲン・イメージングの結果から，放射光実験で計測する局所的領域が試料中における代表的な配向となっていることを確認した．今後，実験条件を統一した上で放射光実験を実施し，糖尿病が骨の微細力学特性に及ぼす影響について確定できる知見を得る予定である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
1型，2型糖尿病は共に患者の骨折リスクの上昇につながることが調べられている．本研究では，糖尿病による骨の微細力学特性への影響の調査を目的としており，これは少子高齢化が進む我が国において生活の質を向上させ，健康寿命を延ばすことに繋がるものであると考えられる．
学術的意義として，当初は骨バイオメカニクス分野におけるX線CTのみにとどまらない放射光X線利用研究の開拓という位置付けであったが，本研究の今後の進捗により，糖尿病による骨の微細力学特性への影響が真に明らかとなれば骨バイオメカニクス分野自体への貢献も期待できる上，本手法を用いた他の骨疾患への応用展開も見えてくる．
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