| 研究課題/領域番号 |
20H04544
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鶴岡 典子 東北大学, 工学研究科, 助教 (70757632)
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| 研究分担者 |
芳賀 洋一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00282096)
永富 良一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20208028)
川副 友 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (70405421)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 微小還流 / 乳酸センサ / 連続計測 / 微小還流針 / 皮膚微小還流 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血中乳酸濃度は運動強度の良い指標である。乳酸濃度を計測しながら運動を行うことにより、自身の運動能力を把握することができ、運動能力に適した運動習慣を身に着けることが可能となる。本研究では、非観血的な乳酸連続計測を目指し、①皮膚微小還流による連続乳酸計測システムの作製と性能評価、② マウス腹腔乳酸投与前後での乳酸濃度変動計測による血中乳酸濃度との相関性評価、③ マウス運動時の連続乳酸濃度計測、④ ヒト運動時の乳酸濃度計測の4つの項目を行っていく。これと同時に、運動負荷計測の応用だけでなく、虚血のモニタや敗血症防止、筋中乳酸計測への応用など本研究の展開を模索する。
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| 研究成果の概要 |
運動時の乳酸濃度動態を明らかとするため、皮膚微小還流を応用した乳酸モニタリングシステムを開発した。皮膚微小還流針は10umの微小穴が開いた膜で覆われた流路を搭載しており、これを用いて乳酸回収を行う。表面の穴径が大きいため、皮膚に刺入した状態でプッシュポンプにより還流液を流すと、皮膚内に還流液が漏れ出ることからプッシュプルまたはプル駆動での還流が必要であることが明らかとなった。このため、還流液中乳酸濃度センサ部として、２層の流路間に疎水性多孔質膜を配置することで、気泡がセンサ内に流入することを防ぎながら、連続的に乳酸濃度を計測できる酵素電極センサを作製・評価し、連続的な乳酸濃度計測を可能とした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、運動時の乳酸濃度動態を明らかとすることを目的として運動時連続測定可能な乳酸センサシステムを開発した。極細径で痛みのない針を1 mm程度の浅い皮膚に刺入しただけで計測が可能なため、アスリート向けのトレーニング用乳酸濃度モニタや生活習慣病予防のための運動の習慣化に役立つだけでなく、術後の虚血モニタや敗血症の兆候モニタなど医療分野にも広く応用が期待される。
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