| 研究課題/領域番号 |
04237103
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 大阪大学 (1993-1995)
北海道大学 (1992) |
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研究代表者 |
林 紘三郎 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (90026196)
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| 研究分担者 |
田中 正夫 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (40163571)
石川 博將 北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)
神谷 瞭 東京大学, 医学部, 教授 (50014072)
小野 啓郎 大阪大学, 名誉教授 (70028330)
阿部 博之 東北大学, 工学部, 教授 (00005266)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1995
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| キーワード | バイオメカニクス / 生体組織・器官 / 力学的性質 / 細胞バイオメカニクス / 組織バイオメカニクス / 計算バイオメカニクス / 機能的適応 / リモデリング |
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| 研究概要 |
生体はそれを構成する要素でも、全体としても、常に何らかの力学的負荷を受けており、それが生体の機能と構造に大きな影響を及ぼす。力学的因子を第一議的と捉え、力学系学理に基づいて生体の仕組みを解析し、応用する分野をバイオメカニクスと呼ぶ。本研究では、細胞、蛋白線維、組織などの生体素材、臓器、器官、からだ全体を対象として、生体の力学物性と力学的機能を体系的に把握することにより、生命体特有の構造と機能、およびその維持、回復、強化の現象と機構を、バイオメカニクスの立場から解析、解明することを目的とした。
このために、1)生体素材、組織の構造・構成と力学特性、2)支持運動系のバイオメカニクス、3)循環系のバイオメカニクスとその応用、4)生体の機能と構造に関する計算バイオメカニクス、及び5)生体システムの機能的適応に関するバイオメカニクスの5つの研究プログラムを展開した。
その結果、まず、血管内皮細胞、血管平滑筋細胞、心筋細胞、線維芽細胞、筋線維、エラスチン線維、コラーゲン線維などの生体素材から、羊膜、動脈、心筋、骨格筋、腱・靱帯、椎間板や骨などの生体組織、心臓や肺などの器官、さらには脊椎や上肢・下肢にいたるまで、各種生体構成材料、構造体の力学物性と構造の詳細が明らかになった。また、各種細胞、腱・靱帯などの結合織、血管、心筋、骨などが力学的負荷の変化や機械的刺激によって如何に反応し、適応制御し、リモデリングするかについて、極めて多くの新しい知見が得られた。さらに、筋収縮の分子ポテンシャル理論による解析、骨の力学的応答と再構築の数理モデル解析、人工関節のバイオトライボメカニクス、脊椎の変性と損傷の有限要素法解析、血管壁近傍の局部流れの数値流体力学など、生体現象の解明に計算力学を利用し、実験では得ることの出来ない有用な結果を得た。
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