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2021 年度 実績報告書

無侵襲代謝評価システムの開発とその応用研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04432
研究機関明治大学

研究代表者

工藤 寛之  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (70329118)

研究分担者 森澤 健一郎  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (60410130)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード乳酸 / 生体計測 / バイオセンサ / 電気化学 / 代謝
研究実績の概要

2019年度から2021年の間に汗中成分をモニタリングするシステムを構築し、無侵襲での生体機能・生理的状態の評価に応用することを目指して研究を進めてきた。具体的な目標として、(1)汗に含まれている乳酸を12時間程度連続でモニタリングする技術を開発する。(2)同システムの制御回路や薬液の搬送機構を小型化することで、アームバンド型汗中乳酸モニタリングシステムを開発し、応用研究に展開する。(3)当該システムを集中治療室における組織代謝機能の評価や水泳など自由移動を伴う運動における代謝評価に応用する、という3点を掲げてきたが、最終年度である2021年度の状況は以下のように総括できる。
第一に、2020年度末の段階で、開発を進めてきたシステムが汗中乳酸の分泌動態を調べる目的に利用できる可能性が示唆されていたが、この点を詳細に検討した。これは(1)に掲げた長時間モニタリングと(2)に掲げた簡便な計測をもたらすシステムを構築するという2点が当初計画していた技術的水準に達し、これらを融合することで実現可能となったもので、(3)に相当する生体機能評価に応用したものである。より具体的には、ある状況下(安静時、運動時など)において皮膚表面に検出される乳酸が、皮膚表面に存在する乳酸が汗として汗腺から分泌しているのか、皮膚に蓄積した乳酸が溶出しているのかといった由来を区別することが可能となった。また高い定量性にて皮膚表面の乳酸量の推移を数日にわたり調べることも可能となった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Salivary Uric Acid Sensor using The Fordable ‘Finger-Powered' Microfluidic Device2022

    • 著者名/発表者名
      Kudo Hiroyuki、Shibahara Takuya、Tojyo Yoshiki
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines

      巻: 142 ページ: 38~42

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.142.38

    • 査読あり
  • [学会発表] Wristwatch Biosensor for Sweat Lactic Acid Monitoring2022

    • 著者名/発表者名
      Mikio Yamada, Sakae Konno, Daigo Kawaura, and Hiroyuki Kudo
    • 学会等名
      The 35th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (IEEE MEMS 2022)
    • 国際学会
  • [学会発表] 汗中乳酸モニタリングシステムによる低発汗時の乳酸分泌動態評価2021

    • 著者名/発表者名
      工藤 寛之 , 山田 樹生 , 鈴木 悠亮 , 今野 栄 , 後藤 悠斗
    • 学会等名
      第38回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
  • [学会発表] 無線式ポテンショスタットを用いた唾液中尿酸検出システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      柴原卓哉, 東條良紀, 池本有輝, 工藤寛之
    • 学会等名
      令和3年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会
  • [学会発表] プリン体代謝物測定を目的としたポータブル生化学測定システムの開発および検討2021

    • 著者名/発表者名
      柴原卓哉, 東條良紀, 池本有輝, 工藤寛之
    • 学会等名
      マグネティックス/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
  • [学会発表] フロー式乳酸モニタリングシステムを利用した皮膚表面における乳酸分泌動態の評価2021

    • 著者名/発表者名
      後藤悠斗, 鈴木悠亮, 細山明子, 森澤健一郎, 平泰彦, 工藤寛之
    • 学会等名
      マグネティックス/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
  • [学会発表] 小型無線通信式ポテンシオスタットを用いた汗中成分モニタリングシステム2021

    • 著者名/発表者名
      山田樹生, 今野栄, 河浦大悟, 工藤寛之
    • 学会等名
      マグネティックス/マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイクロシステム合同研究会
  • [学会発表] 皮膚表面の乳酸分泌動態評価を目的とした小型バイオセンシングシステム2021

    • 著者名/発表者名
      工藤 寛之, 後藤 悠斗, 今野 栄
    • 学会等名
      マイクロマシン・センサシステム/バイオ・マイク ロシステム合同研究会

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公開日: 2022-12-28  

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