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2009 年度 研究成果報告書

組織・細胞の力学応答機構の統一的理解のための生体組織内力学場の微視的解析法の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 19300157
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

松本 健郎  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30209639)

研究分担者 長山 和亮  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10359763)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
キーワードバイオメカニクス / 応力・ひずみ解析 / 細胞・組織 / 循環器・高血圧
研究概要

生体組織は周囲の力学環境に応じて形態や力学特性を適応的に変化させる.この応答は組織内の細胞が自らに加わる力に応じて周辺組織を能動的に作り変えることにより生じる.このメカニズムを明らかにする第一歩として,組織のマクロな変形に伴い,細胞にどのような変形を生じるのか明らかにするとともに,組織内部に作用する微視的な力を計測する方法を確立した.ブタ胸大動脈壁を単純に引張った場合でも,細胞レベルでは剪断や回転変形が生じ,ミクロとマクロの変形は全く異なることが判った.また,組織内に採用する微視的な力は場所により2倍かそれ以上異なる可能性が示唆された.

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (17件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Estimation of Single Stress Fiber Stiffness in Cultured Aortic Smooth Muscle Cells under Relaxed and Contracted States: Its Relation to Dynamic Rearrangement of Stress Fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      J Biomech 43

      ページ: 1443-1449

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanics of wrinkle formation: Micromechanical analysis of skin deformation during wrinkle formation in UV-irradiated mice2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Ikuta N, Mori M, Nagayama K
    • 雑誌名

      Skin Res Technol 16

      ページ: 179-189

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biaxial Tensile Properties of Thoracic Aortic Aneurysm Tissues2009

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukui T, Tanaka T, Ikuta N, Ohashi T, Kumagai K, Akimoto H, Tabayashi K, Sato M
    • 雑誌名

      J Biomech Sci & Engng 40637

      ページ: 518-529

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of three-dimensional culture and cyclic stretch stimulation on expression of contractile proteins in freshly isolated rat aortic smooth muscle cells2009

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Morishima N, Matsumoto T
    • 雑誌名

      J Biomech Sci & Engng 40635

      ページ: 286-297

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of Actin Filaments and Microtubules to Quasi-in situ Tensile Properties and Internal Force Balance of Cultured Smooth Muscle Cells on a Substrate2008

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Am J Physiol Cell Physiol 295-6

      ページ: C1569-1578

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Mechanical Analysis of Aortic Wall: Estimation of Stress in the Intramural Elastic Laminas and Smooth Muscle Cells in a Physiological State2008

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukunaga A, Narita K, Nagayama K
    • 雑誌名

      Proc 2008 Summer Bioeng Conf (CD-ROM)

  • [雑誌論文] Variation in nerve fiber strain in brain tissue subjected to uniaxial stretch2007

    • 著者名/発表者名
      Tamura A, Hayashi S, Nagayama K, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Stapp Car Crash J 51

      ページ: 139-154

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical analysis of the aortic wall considering microscopic heterogeneity2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukunaga A, Narita K, Nagayama K
    • 雑誌名

      Proc Int Conf Comput Biomech & Biol (ICCBB 2007) 311(in CD-ROM)

  • [雑誌論文] Actin filaments affect on not only elasticity but also late viscous response in stress relaxation of single isolated aortic smooth muscle cells (Possible effect of active reorganization of actin filaments)2007

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yanagihara S, Matsumoto T
    • 雑誌名

      J Biomech Sci & Engng 40577

      ページ: 93-104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Micro Tensile Tester with Feed-back Control for Viscoelastic Analysis of Single Isolated Smooth Muscle Cells2007

    • 著者名/発表者名
      Nagayama K, Yanagihara S, Matsumoto T
    • 雑誌名

      Med Eng & Phys 40692

      ページ: 620-8

    • 査読あり
  • [学会発表] 力学的視点から眺めた血管とリモデリング, Fireside seminar「メカノストレスによる血管内皮機能障害と血管リモデリング」2010

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      第74回日本循環器学会総会・学術集会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20100305-20100307
  • [学会発表] 不均質性を考慮した血管組織内の微視的応力分布解析2010

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      定量生物学の会第2回年会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20100109-20100111
  • [学会発表] 顕微鏡下観察型生体軟組織用引張試験機の開発と評価2010

    • 著者名/発表者名
      宇野洋平, 長山和亮, 松本健郎
    • 学会等名
      日本機械学会東海学生会第41回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2010-03-08
  • [学会発表] Microscopic heterogeneity in the mechanical environment of porcine thoracic aorta2009

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukunaga A, Narita K, Shirono T, Nagayama K
    • 学会等名
      4th Asian-Pacific Conf on Biomech
    • 発表場所
      Christchurch, New Zealand
    • 年月日
      20090414-20090417
  • [学会発表] 動脈の内圧-直径関係に与える弾性板座屈の影響2009

    • 著者名/発表者名
      武澤健司, 長山和亮, 松本健郎
    • 学会等名
      日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20090123-20090124
  • [学会発表] 組織・細胞内の微視的3次元応力分布可視化手法の確立2009

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      基礎生物学研究所研究会「力学刺激と細胞応答」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2009-03-12
  • [学会発表] 細胞・発生研究へのバイオメカニクス的アプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      理研シンポジウム「細胞・発生研究への数理科学的アプローチ-先端研究から探るアクションプラン-」
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20080902-20080903
  • [学会発表] 新鮮ブタ胸大動脈薄切片の引張りに伴う壁内構成要素の変形挙動の観察2008

    • 著者名/発表者名
      城野貴洋, 長山和亮, 松本健郎
    • 学会等名
      日本機械学会2008年度年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20080804-20080806
  • [学会発表] Microscopic Mechanical Analysis of Aortic Wall: Estimation of Stress in the Intramural Elastic Laminas and Smooth Muscle Cells in a Physiological State2008

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukunaga A, Narita K, Nagayama K
    • 学会等名
      2008 Summer Bioeng Conf
    • 発表場所
      Marco Island, FL, USA
    • 年月日
      20080625-20080628
  • [学会発表] ブタ胸大動脈壁内弾性板・平滑筋に生理状態で作用する力の推定2008

    • 著者名/発表者名
      松本健郎, 福永晃久, 成田健吾, 長山和亮
    • 学会等名
      第20回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20080125-20080112
  • [学会発表] Blood vessel wall as composite materials: Mechanical analysis of aortic walls considering microscopic structure2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      Int & INCCOM-6 Conf on Future Trends in Composite Materials & Processing
    • 発表場所
      Kanpur, India(Invited lecture)
    • 年月日
      20071212-20071214
  • [学会発表] Three Dimensional Observation of Cellular Microstructures with a Novel Fluorescent Optical Tomography2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Ogawa M, Wake F, Nagayama K, Ishino Y
    • 学会等名
      3rd Asian- Pacific Conf on Biomech
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20071105-20071108
  • [学会発表] 生理的変形状態に置かれた血管壁内ひずみの半径方向分布に対する平滑筋収縮の影響の計測2007

    • 著者名/発表者名
      大岡誠, 長山和亮, 松本健郎
    • 学会等名
      日本機械学会第18回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20071006-20071007
  • [学会発表] Mechanical analysis of the aortic wall considering microscopic heterogeneity2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Fukunaga A, Narita K, Nagayama K, Yoshimura A
    • 学会等名
      The 1st IMACS (Int Assoc for Math & Comp in Simulation) Int Conf on Comput Biomech & Biol (ICCBB 2007)
    • 発表場所
      Pilsen, Czech Republic(Invited lecture)
    • 年月日
      20070910-20070914
  • [学会発表] 大動脈壁内平滑筋細胞のバイオメカニクス2007

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      第49回日本平滑筋学会総会
    • 発表場所
      橿原市
    • 年月日
      20070705-20070706
  • [学会発表] 力学刺激に対する細胞応答のバイオメカニクス的解析:生体組織の力学的適応反応の解明に向けて2007

    • 著者名/発表者名
      松本健郎
    • 学会等名
      基礎生物学研究所研究会「細胞外刺激と細胞応答」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2007-12-20
  • [学会発表] Effects of cytoskeletal structures on elastic and viscoelastic properties of cells in soft tissues2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      Symp on Biomech at Micro- and Nanoscale Levels
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2007-11-09
  • [図書] Effects of cytoskeletal structures on elastic and viscoelastic properities of cells in soft tissues, Biomechanics at Micro-and Nanoscale Levels, Volume IV2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Nagayama K, Miyazaki H, Ujihara Y
    • 総ページ数
      14-24
    • 出版者
      World Scientific, Singapore
  • [備考]

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/top.html

  • [産業財産権] 生体内管腔体評価装置2009

    • 発明者名
      塚原弘政, 加藤義人, 松本健郎, 益田博之
    • 権利者名
      塚原弘政,加藤義人,松本健郎,益田博之
    • 産業財産権番号
      特許権・2009-057133
    • 出願年月日
      2009-03-10
  • [産業財産権] 軟試料弾性率の深さ方向分布計測装置2009

    • 発明者名
      松本健郎, 宮野真一, 長山和亮
    • 権利者名
      松本健郎,宮野真一,長山和亮
    • 産業財産権番号
      特許権・2009-254316
    • 出願年月日
      2009-11-05
  • [産業財産権] Biological Luminal Body Evaluating Apparatus2008

    • 発明者名
      Matsumoto T, Nagayama K, Takezawa K, Masuda H
    • 権利者名
      Matsumoto T, Nagayama K, Takezawa K, Masuda H
    • 産業財産権番号
      特許権・12/071873
    • 出願年月日
      2008-02-27
  • [産業財産権] 細胞把持・回転観察装置2008

    • 発明者名
      松本健郎, 大原大典, 長山和亮
    • 権利者名
      松本健郎,大原大典,長山和亮
    • 産業財産権番号
      特許権・2008-043987
    • 出願年月日
      2008-02-26

URL: 

公開日: 2011-06-18   更新日: 2016-04-21  

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