| 研究課題/領域番号 |
21K03744
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
東藤 正浩 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10314402)
|
|---|
| 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 生物・生体工学 / 生体分子 / 医療・福祉 / 関節軟骨 / ラマン分光 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
変形性関節症は生活機能を著しく低下させる疾患の一つであり，重篤な症状を防ぐには，早期の関節軟骨変性の特定が極めて重要である．本研究では，光学的手法を用いた非侵襲的な関節軟骨診断手法の開発を目指し，ラマンイメージングによる分子・結晶スケール構造解析に基づく関節軟骨力学機能評価法を目的とする．軟骨基質内のコラーゲン，プロテオグリカン，ミネラル結晶レベルのラマン分光構造解析手法を確立し，各成分の力学挙動分布観察を可能とする圧縮負荷時ラマンイメージングによる関節軟骨分子スケール力学解析手法を開発し，微視的力学挙動観察から軟骨力学機能を推定する新たな軟骨機能評価手法を考案する．
|
| 研究成果の概要 |
変形性膝関節症の罹患者が高齢化とともに増加しており，早急な原因の究明と治療法の確立が求められている．本研究では，軟骨の応力による内部構造変化を解析することで，変形性膝関節症進行度の定量的評価を行うことを目的とした．ラマン分光法は物質に可視光を当てた際に発するラマン散乱を利用し，それをラマンシフトというスペクトルとして出力する方法である．実験では軟骨成分であるコラーゲン成分のピークが，圧縮前後で移動することを確認できた．また，変性処理の有無により，圧縮負荷をかける前後のラマンスペクトルを比較すると，ピークの位置変化に違いがあることが確認され，軟骨の変性状態を取得する可能性を示すことができた．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通じて，ラマン分光法と力学負荷を組み合わせることで，通常軟骨と変性軟骨を区別できることを示すことができた．また，応力緩和中の軟骨表面組織の状態をラマンスペクトルから読み取れることが示された．これらの結果より，ラマン分光法と力学負荷を組み合わせることで，OA 初期段階における軟骨の異常診断，プローブ等の臨床応用にも有効となる可能性が示された．このことは，低侵襲かつ定量的な関節軟骨機能評価手法によって，初期関節症の早期発見の可能性を示すものであり，本手法に基づく医療診断装置が実現できれば，患者への負担も大幅に抑制できるものである．
|
