| 研究課題/領域番号 |
17K06058
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
山田 宏 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (00220400)
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| 研究分担者 |
田中 マキ子 山口県立大学, 看護栄養学部, 教授 (80227173)
森田 康之 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90380534)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 軟部組織 / 皮下組織 / 血管 / マットレス / 体表面圧 / ずれ / 変形 |
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| 研究実績の概要 |
と畜解体したブタの足部軟部組織から切り出した試料の皮膚表面にずれ変位を与え，長さ20 mmの２つの試料について変位0.2 mmで傾きが緩やかになる二相性のずれ力とずれ変位の関係を得た．また，変位2 mmで約60%の応力緩和を得た．さらに，軟部組織側面の皮下組織の変位場を画像相関法で解析した結果，２つの試料のうち一方にはほぼ一様なせん断変形が生じ，他方は皮下組織と骨格筋の間で滑って皮下組織がほぼ一様に変位した．このことは，組織間の結合状態が組織の変形に影響を及ぼすことを示唆している．
高さ42 mmの直方体形状のウレタンフォームに円柱を15 mmだけ押し込み，変形前後のオープンセル構造の形状をX線CTで測定した結果，円柱直下の狭い領域でセルがつぶれ，円柱から離れた広い領域では変形量がわずかであった．また，圧力分配測定装置を用いた測定において，ゲルシート付ウレタンフォームマットレス（ピュアレックス）における装置突起部の荷重に対する装置の沈み込み量は，ゲルのあるほうが若干大きかった．
ウレタンフォームマットレス（ソフィア）とゲルシート付ウレタンフォームマットレス（ピュアレックス）の上に体圧測定シート（アルテスタ）を敷き，その上に円板（周縁の丸みの半径7 mmを除く直径286 mm）を乗せ，さらに円板に重りを乗せた（平均圧力1.6 kPa相当）．重りを端に設置して偏心荷重を負荷した状態で円板を水平方向に押すと，最大圧力が若干増加した．エアマットレス（ステージア）を加えた計３種類のマットレスに人が寝た場合の体圧分布の観察結果はマットレスの変形特性を反映しており，身体のずれは先述の円板のずれと同様の結果を生じる可能性が示唆された．さらに，超音波診断装置により下腕部の軟部組織の生理的ずれ運動が観察され，体表面のずれが軟部組織内部の変形及び血管の閉塞と定量的に関連付けられる可能性が示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
皮膚・皮下組織・骨格筋の３層からなる軟部組織に関する材料力学試験については，組織間の相対変位に関する実験や光学顕微鏡レベルでの組織観察が順調に進んだが，各組織の力学特性の同定や変形挙動の負荷依存性に関する研究が遅れている．マットレスの体圧分散特性やずれに対する応答特性に関する研究については，複数の実験的アプローチを組み合わせることで特性の基本的理解が進んだが，測定数を増やす必要がある．軟部組織内の血管の閉塞や血流の停滞に関しては，大きな血管に関する基礎的理解が進んだものの，微小血管の研究が遅れ，測定数も増やす必要がある．
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| 今後の研究の推進方策 |
ブタ軟部組織の材料力学試験，超音波診断装置を用いた被験者の軟部組織・血管の力学的挙動の測定，体圧測定シートを用いた被験者の体圧分布測定，X線CTによるマットレス素材の変形挙動の測定，有限要素解析等を組み合わせることにより，褥瘡発症の原因となる血管閉塞に及ぼす軟部組織とマットレスの力学的な影響を解明する．微小血管での測定が困難であれば直径の大きな血管で代用し，微小血管での検討は数値シミュレーションで実施する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画の実施に若干の遅れを生じ，数千円の残金が出た．次年度はこれを実験に必要な物品購入に充てる．
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