| 研究課題/領域番号 |
21H03848
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分90140:医療技術評価学関連
|
|---|
| 研究機関 | 九州大学 |
|---|
研究代表者 |
濱田 浩幸 九州大学, 農学研究院, 助教 (80346840)
|
|---|
| 研究分担者 |
崎山 亮一 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (30408471)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
|
|---|
| キーワード | 慢性血液透析療法 / 心筋細胞拍動能 / 電気生理学 / 計算機シミュレーション / 医療技術評価 / 拍動リズム / 収縮力 / 心筋拍動能 / 最適制御 / 細胞シート工学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、人工透析治療中に観られる心機能障害を抑制する基盤技術の構築を目指す。具体的には、コンピュータシミュレーションとiPS細胞由来の心筋組織を用いて、１）現行の治療中の心筋組織拍動能の検証、２）体液の電解質濃度の変化と心筋組織拍動能の関係の精査、３）心機能障害の要因の特定、４）透析液電解質濃度の適正化、５）治療中を想定した心筋組織拍動能の最適制御を実践する。本研究課題は世界唯一の透析治療催不整脈等解析基盤を用いた独創的研究であり、種々の血液浄化療法に極めて高い波及効果を有する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、電気生理学に基づく数理モデルを用いて、血液透析治療中の血漿K+濃度（KP）の変動と心筋細胞拍動能の関係を精査した。まず、KPの低下がKr channelのK+の排出速度の低下に伴う心室筋細胞の脱分極期の延長を起こし、一時的に収縮力を強化した。次に、KPの過度な低下は中心洞房結節細胞のFunny channelのK+とNa+の輸送量を増大させ、自動拍動能を混乱させるとともに、心室筋細胞の膜電位の顕著な低下を招き、収縮不全を起こした。そして、治療中のKPの過度な低下の回避は、心筋拍動機能の維持に貢献した。透析前KPに基づく透析液K+濃度の適正化または最適制御を強力に推進する必要がある。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の「拍動能安定化を目的に治療中の透析液電解質濃度を動的制御する治療戦略」は前例のない独創的研究であり、また、我々が有する透析治療催不整脈等数理解析基盤は世界唯一の技術である。そして、本研究は細胞外液の時空間的電解質動態が生体機能の秩序形成に寄与することを明らかにし、細胞外液の電解質濃度の調節を通して生体機能を操作する研究分野を創造するものである。本研究課題の成果は急性血液浄化、長時間透析治療、肝不全療法など幅広い血液浄化療法に極めて高い波及効果を有する。本研究成果の一部は臨床応用され、患者の生命予後向上に貢献している。
|
