| 研究課題/領域番号 |
20H04557
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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90140:医療技術評価学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
太田 信 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20400418)
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| 研究分担者 |
岡本 吉弘 国立医薬品食品衛生研究所, 医療機器部, 室長 (40776027)
安西 眸 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (50736981)
庄島 正明 帝京大学, 医学部, 教授 (80376425)
TUPIN SIMON 東北大学, 流体科学研究所, 特任助教 (40816394)
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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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 血管モデル / 摩擦 / カテーテル / ポリビニルアルコール / ハイドロゲル / 3Dプリンタ / 表面摩擦 / バイオモデル / PVA-H / 官能試験 / 感性工学 / PVA / ３Dプリンタ / 生体モデル / PIV |
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| 研究開始時の研究の概要 |
血管モデルの用途が医療機器評価およびトレーニングツールに大きく広がっている．しかしながら、本当に欲しい病変部モデルの硬さが手に入らず有効なトレーニングができない問題が存在した．申請者らは，PVAゲルの3Dプリンタを世界で初めて開発した。このことで、工程が一気に短くなり，さらに病変部の硬さを再現できる可能性が出てきた．
今後，臨床現場の要求を満たす病変を開発するには，材料の改良が不可欠である．本研究では，PVAゲルの構造解明と血管モデルにおける官能的力学的特性の解明を行う．このことで，的確な治療シミュレーションを手術前に行うことが可能になり，安全な医療の提供に寄与する．
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| 研究成果の概要 |
血管モデルは、医療機器の評価やトレーニングにおいて重要な役割を果たしています。これまで、ゲルを用いた3次元プリンタを開発しましたが、3Dプリンタでは表面粗さが一般的な問題として存在していました。本研究では、表面形状の制御とその測定方法の開発に成功し、ポリビニルアルコールハイドロゲルを使用して表面粗さを調整しました。また、力学的特性を再現し、医師からは操作感も実際の血管に近いとの評価を得ました。これにより、表面形状の変化が摩擦や操作感に影響を与えることが明らかとなり、血管の感触を再現する上で重要な知見が得られました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、血管表面の摩擦力を制御する技術を確立した点にある。これまで、表面摩擦は低く、できるだけ生体血管に近い方が良いとされてきたが、医療現場では適切な摩擦力が必要とされる。本研究により、血管表面の摩擦特性を精密にコントロールする技術が開発され、医療機器や操作における応用が期待される。
また社会的意義として、この技術の確立により、より本物の疾患や手技に近いモデルを提供できる。これにより、医師や技術者のトレーニング精度が向上し、医療現場での患者安全性や治療効果が高まることが期待される。また、今後の医療機器開発や教育においても、この技術が広く応用されることが予想される。
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