2018 年度研究成果報告書

シンクロトロン放射光を用いた調節人工呼吸中のマウス肺胞メカニクスのイメージング

研究課題

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研究課題/領域番号	17K19693
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
研究機関	国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
研究代表者	今井由美子国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所ワクチン・アジュバント研究センター, プロジェクトリーダー (50231163)
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	肺 / 人工呼吸
研究成果の概要	SPring8シンクロトロン放射光を用いて、調節人工呼吸下に正常コントロールならびに急性呼吸窮迫症候群 (ARDS)モデルマウスの肺胞メカニクスを可視化し、そのイメージングデータを用いて、肺の3D再構築を行った。また一回換気量[TV]、呼気終末陽圧[PEEP]が肺胞メカニクスに及ぼす効果を検討した。その結果、ARDS肺では低レベルのPEEPは肺胞の虚脱を、また高レベルのPEEPは肺胞の過膨張を引き起こすことがわかった。高容量のTVと低レベルのPEEPによる人工呼吸は肺胞構造の破壊を誘導する一方、低容量のTVと低レベルのPEEPによる人工呼吸は肺胞の虚脱を引き起こすことがわかった。
自由記述の分野	恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
研究成果の学術的意義や社会的意義	肺の終末構成単位である肺胞は、ガス交換の場であると同時に、呼吸に伴う圧や容量の変化による機械的ストレスに常にさらされている。最近、人工呼吸による機械的ストレスが病態の増悪に大きく関わっていることがわかってきた。しかしこれまで、肺に加わる機械的ストレスによる肺胞メカニクスの変化には未解明の点が多く残されていた。本研究ではSPring8シンクロトロン放射光を用いて人工呼吸中のマウス肺の肺胞メカニクスをリアルタイムに可視化することに成功した。その成果は人工呼吸による機械的ストレスによる肺障害を抑える人工呼吸法の開発につながると思われる。