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2010 年度 実績報告書

力学的呼吸負荷に対するヒト肺構造維持のメカニズム:コラーゲン線維三次元配列の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20590904
研究機関奈良県立医科大学

研究代表者

友田 恒一  奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (90364059)

研究分担者 大崎 茂芳  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90273911)
吉川 雅則  奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (80271203)
木村 弘  奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (20195374)
キーワードヒト肺構造 / 呼吸運動 / 力学負荷 / コラーゲン線維 / 配向性
研究概要

目的:我々の肺組織は呼吸運動によって周期的で、方向によって異なった大きさの力学的負荷を受ける。この不均一な力学負荷をうける肺組織の構造維持のメカニズムを明らかにすることは、肺の持つ力学的機能を考える上で極めて重要なことである。本年度はヒト肺を冠状断および水平断面に平行に切断したシート状サンプルを用いてコラーゲン線維の配向性および力学強度を測定することでヒト肺の力学特性について検討した。
方法:試料として病変のないホルマリン固定された剖検肺を使用した。右肺は水平方向、左肺は冠状方向に切り出して各々3つのシート状サンプルを調整した。その中の一サンプルはマイクロ波方式を用いてコラーゲン線維の配向性を測定した。残りの2サンプルは蒸留水に浸漬し48時間後に冠状断面は水平方向と上下方向に、水平断面は前後方向と内外方向にストリップ状(5mm×15mm)に切り出した。引っ張り試験器を用いて各ストリップの持つ破断強度を測定し、水平断面および冠状断面における2方向の力学負荷に対する弾性強度分布図を作成した。
結果:1) コラーゲン線維の配向性は冠状断面では上下方向に向いている領域が多く存在したが、水平断面では方向依存性(前後方向と内外方向の相違)は認められなかった。
2) 破断強度の異方性(冠状断面では上下・水平比、水平断面では前後・内外比)は冠状断面では上下方向に強い傾向が認められたが、水平断面では方向による違いは認められなかった。
結論:ヒト肺は呼吸運動および重力により上下方向に力学負荷を大きく受ける。この不均一な力学負荷に対してコラーゲンの配向性が構築され、力学強度の維持に関与していると考えられた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] ヒト肺におけるコラーゲン線維の配向性と空隙構造の関連性2011

    • 著者名/発表者名
      友田恒一, 他
    • 学会等名
      第60回 高分子学会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-05-25
  • [学会発表] ヒト肺における力学応力に関係したコラーゲン線維の配向性2011

    • 著者名/発表者名
      友田恒一, 他
    • 学会等名
      第51回 日本呼吸器病学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-04-22
  • [学会発表] ヒト肺における力学応力に関係したコラーゲン線維の配向性2010

    • 著者名/発表者名
      友田恒一, 他
    • 学会等名
      第59回 高分子学会討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] ヒト肺における力学負荷を反映するコラーゲン線維の配向性2010

    • 著者名/発表者名
      友田恒一, 他
    • 学会等名
      第59回 高分子学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-05-28

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公開日: 2012-07-19  

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