梗塞後心室リモデリングに対するバイオメカニクスによる新たなる治療戦略の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08608
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 鷹羽 淨顕 近畿大学, 医学部, 非常勤講師 (00528573)
• 研究分担者: 松村 和明 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00432328) ; 中井 隆介 京都大学, こころの未来研究センター, 特定講師 (10576234) [辞退] ; 東 高志 京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (40378899) [辞退] ; 瀧川 敏算 京都大学, 工学研究科, 教授 (50201603) [辞退] ; 中村 達雄 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (70227908) [辞退] ; 坂口 元一 近畿大学, 医学部, 教授 (60603363)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: シミュレーション / ハイドロジェル / 梗塞後心筋リモデリング / 大動脈解離 / 壁応力 / NO産生因子

研究実績の概要

物性性状のハイドロジェルを左室心筋内に注入したシュミレーションモデルを構築し、応力分布の比較検討を継続して来たが、ハイドロジェルの物性性状を変化させるにあたり大気下常温状態と生体内状態にてかなり物性性状が有意に異なることが判明し、生体内温度における物性性状の客観的測定手法を新たに開発するために模索することとなった。
同時並行にて、胸部CT画像より大動脈の三角メッシュモデルを作成し、形状モデルに対して血流シミュレーションを行って来たが、血管形状モデルの全ての点について、曲面の曲率半径を求め、主曲率となる円周方向の曲率半径と管路方向の曲率半径をその分布から、血流シミュレーションから得られた血圧の情報をラプラス則に適用することで、壁張力を求める方法を開発した。大動脈解離は内膜及び中膜に亀裂が生じきわめて死亡率が高い疾患であり、今後再発リスクの推定精度向上が重要となる。しかし、形状情報のみからリスクを推定することは困難なため、血管の弾性率決定因である血管拡張因子NOの局所分布を推定することとした。Sriramらによって提案されているNO生成細胞内シグナル伝達モデルモデルを適応することでNO局所分布を求め、より正確に血管の”歪み”を推定した。現在、血管内壁局所のNO生成量および形状から大動脈解離再発リスクの推定が可能であるか実際の患者データを用いた臨床研究を申請中である。

研究成果

• [学会発表] Estimation of Vasodilator Distribution for Improvement in Risk Estimation of Thoracic Aortic Re-dissection (2023)
  • 著者名/発表者名: Kiyoaki Takaba
  • 学会等名: 第62回生体医工学会