循環系のバイオメカニクスとその応用に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04237105
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神谷 暸 東京大学, 医学部(医), 教授 (50014072)
• 研究分担者: 森竹 浩三 島根医科大学, 医学部, 教授 (90093327) ; 辻岡 克彦 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (30163801) ; 辻 隆之 国立循環器病センター研究所, 部長 (00075764) ; 谷下 一夫 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776) ; 赤松 映明 京都大学, 工学部, 教授 (40025896)
• キーワード: 毛細血管新生 / 遠心血液ポンプ / 冠細動脈拡張 / 曲り管流れ / 動脈硬化症 / 超微細管粘度計 / 脳循環動態 / 脳圧亢進

研究概要

当重点領域研究の最終年度に当たる本年度は、以下の如き結果が得られた。哺乳動物の骨格筋では、毛細血管-組織系の構築が、酸素供給効率からみて、最適化されている事が、計算機シミュレーションから判明したが、これを実現する毛細血管新生機序が解明された(神谷)。独自に開発して来た遠心ポンプの動物実験の結果、2〜3時間で認められたインペラーディスクとケーシングの隙間(0.2mm)の白色血栓が、シリコンコーティングによって2週間経っても生じず、インペラ枚数と出口側の設計変更により、圧力・効率の改善が見られた(赤松)。大動脈弓内の流れでは、血管の曲率と流れの特異な非定常性によって、独自な二次流れと共に乱流が曲がり内部に発生するが、その点と動脈硬化病変の好発部位と良く一致した。又、共焦点レーザ顕微鏡を用い、培養内皮細胞の高分子物質取り込み過程を画像化した(谷下)。マイクロポアフィルターを用いた超微細管粘度計により、アルブミン溶液のレオロジー解析を行い、蛋白分子によるFahraeus-Lindguist効果の存在を証明した(辻)。冠微小血管の画像化の為に開発した小型CCDカメラシステムを用い、心収縮に伴う微小血管の変化を心血膜側及び心外膜側で記録、解析した。20秒間の血流遮断による反応性充血時の冠細動脈拡張は、心内膜側の方が大きかったので、心内膜側の冠予備能減少は、血管の拡張能低下によるものでなく、心筋収縮による血管圧迫が心内膜側で大きい為と判明した(辻岡)。頭蓋を良く通過する様開発された超音波脳血流計により、脳圧の亢進による脳血管血流波形の変動を動物実験により確認し、本無浸襲計測・解析法の臨床的有用性を確立した(森竹)。

研究成果

• [文献書誌] K.Baba. A.Kamiya et al.: "Capillary-tissue arrangement in the skeletal muscle optimiged for oxygen transport in all mammals" Microvascular Research. (発表予定). (1995)
• [文献書誌] T.Akamatsu et al.: "Recent studies of the centrifugal blood pump with a magnetically suspended impeller" Artificial Organs. 19(発表予定). (1995)
• [文献書誌] K.Tanishita et al.: "Secondary flow augmentation in the diastalic phase of physiologically intermittent flow in a curved tuebe" VDI(Biofloluid Mechanics Proceedings of the third International Symposium). 17. 205-215 (1994)
• [文献書誌] 辻 隆之: "新しい医用材料を用いた粘度計測法とアルブミン溶液の超微細血管内流動" 循環器病研究の進歩. 15. 58-62 (1994)
• [文献書誌] T.Yada, T.Tsujioka et al.: "Effects of nitroglycerin on diameter and pulsation amplitude of subendocardial arterioles in beating porcine heart" American Journal of Physilogy. 267. H1719-H1725 (1994)
• [文献書誌] O.Hiramatsu, K.Tsujioka et al.: "Diameters of subendocardial Arterioles and venules during prolonged diastole in canine left ventricles" Circulation Research. 75. 393-399 (1994)
• [文献書誌] A.Kamiya, J.Ando: "Endothelium-Derived Factors and Vascular Functions" Elsvier Science Publishers B.V.(分担執筆), 103-112 (1994)
• [文献書誌] H.Nagaia, K.Moritake et al.: "Intracranial Pressure IX" Springer-Verlag Tokyo(分担執筆), 612-622 (1994)