磁気共鳴緩和を応用した関節軟骨の制限拡散現象の解明とマイクロ構造評価技術の開発

• 研究課題/領域番号: 20700381
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 宮田 昌悟 慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (70376515)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: バイオメカニクス / 関節軟骨 / MRI / 制限拡散 / 非侵襲評価 / 微細構造

研究概要

組織工学的手法を用いて軟骨細胞を生体外または生体内で3次元的に再構築する軟骨の再生医療では,非侵襲的な組織形成度の評価法の確立が必要不可欠である.関節軟骨は質量の70-80%が水分から構成されるために,組織内の水分子の制限拡散現象と軟骨の材料特性との間には密接な関係が存在すると考えられる.軟骨内部の水分子は細胞膜や細胞外基質(コラーゲン,プロテオグリカン)によって運動が複雑に制限されるため複数の拡散成分を示す.本研究課題では軟骨組織中の水分子の制限拡散現象に着目した,再生軟骨のマイクロスケールでの組織構造評価法の開発を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of Negative Fixed-Charge Density in Chondrocyte/Agarose Construct by Quantitative MRI and Relationship with Dynamic Compressive Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Miyata, K. Homma, T. Numano, T. Tateishi, T. Ushida
  • 雑誌名: Trans. ASME J. Biomech. Eng. (掲載決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Cartilaginous Matrix Composition on the Viscoelastic Response of Chondrocyte/Agarose Constructs Under Dynamic Compressive and Shear Loading (2008)
  • 著者名/発表者名: Shogo Miyata, et.al.
  • 雑誌名: ASME Journal of Biomechanical Engineering 130, No.051016
  • 査読あり
• [学会発表] Control of Fiber Alignment in Collagen Gel by Static Magnetic Field and Effect of That on ECM Synthesis of Articular Chondrocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: S Nakatani, M. Sekino, H. Ohsaki, M. Ohsaki, S. Miyata
  • 学会等名: Proc. of 56th Annual Meeting on Orthopaedic Research Society
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2010-03-07
• [学会発表] 誘電泳動を応用した細胞集積化技術の確立と再生軟骨への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹内嘉隆, 宮田昌悟
  • 学会等名: 第22回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] 継代による軟骨細胞の脱分化が細胞の誘電泳動特性に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小松祥尭, 竹内嘉隆, 宮田昌悟
  • 学会等名: 第22回日本機械学会バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-01-09
• [学会発表] 軟骨細胞含有コラーゲンゲルに対する磁場印加の組織再構築に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中谷駿介, 宮田昌悟, 大崎博之, 関野正樹
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会講演論文集
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] 軟骨細胞含有コラーゲンゲルに対する磁場印加の組織再構築に与える影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中谷駿介, 宮田昌悟, 大崎博之, 関野正樹
  • 学会等名: 第36回日本臨床バイオメカニクス学会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-10-16
• [学会発表] DC測定におけるbiexponentialな信号減衰に着目した再生軟骨の微細構造評価の基礎的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 関野正樹, 大崎博之
  • 学会等名: 第37回磁気共鳴医学会大会講演論文集
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] ADC測定におけるbiexponentialな信号減衰に着目した再生軟骨の微細構造評価の基礎的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 関野正樹, 大崎博之
  • 学会等名: 第37回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] コラーゲンゲルの微細組織構造が軟骨細胞の細胞外基質産生に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中谷駿介, 宮田昌悟, 大崎博之, 関野正樹
  • 学会等名: 第58回日本材料学会総会・学術講演会講演論文集
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] MRIを用いた再生軟骨の力学特性及び微細構造評価の可能性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 関野正樹, 大崎博之, 牛田多加志
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-04-24
• [学会発表] 磁場を用いたコラーゲンゲルの微細構造制御と再生軟骨への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中谷駿介, 関野正樹, 大崎博之, 宮田昌悟
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会講演論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 磁場を用いたコラーゲンゲルの微細構造制御と再生軟骨への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中谷駿介, 他
  • 学会等名: 第8回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] 酵素処理を用いた組織変性モデルによる関節軟骨の機械的特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 他
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] 細胞・細胞外基質が軟骨における制限拡散現象に与える影響: q-space MRI測定による基礎的検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 関野正樹, 大崎博之, 牛田多加志
  • 学会等名: 第36回日本磁気共鳴医学会大会講演論文集
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2008-09-12
• [学会発表] 細胞・細胞外基質が軟骨における制限拡散現象に与える影響-q-space MRI測定による基礎的検討- (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮田昌悟, 他
  • 学会等名: 第36回日本磁気共鳴医学会大会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2008-09-11
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.miyata.mech.keio.ac.jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.miyata.mech.keio.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.miyata.mech.keio.ac.jp/