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2022 年度 実績報告書

3Dプリンタ用PVA材料の構造および熱物性と適応部位の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H04557
研究機関東北大学

研究代表者

太田 信  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20400418)

研究分担者 岡本 吉弘  国立医薬品食品衛生研究所, 医療機器部, 室長 (40776027)
安西 眸  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (50736981)
庄島 正明  帝京大学, 医学部, 教授 (80376425)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード表面摩擦 / 血管モデル / バイオモデル / PVA-H / 官能試験 / 感性工学
研究実績の概要

血管モデルは,カテーテルやステント等医療機器のフィージビリティ評価やトレーニングに用いられている.これまで血管モデルの材料としてシリコーンが使われていたが,近年血管の力学的特性を再現するために,ゲルが用いられることが多くなった.この結果,血管壁とカテーテルとの表面摩擦が劇的に改善され,血管と材料で測定された値と同等のモデルが開発された.また,3Dプリンタの登場により,患者血管の形状を再現できるようになった.しかしながら,3Dプリンタで作製したモデルは,「健康な疾患モデル」と称され,「人工的な滑りやすさ」となっている.そこで本事業では,疾患モデルを再現するため,表面の形状を制御する手法の開発とその部位の同定,および測定方法の確立を目的とする.
2022年度は,2021年度に開発した表面形状(表面粗さ)手法をモデルに適用して,いくつかの表面粗さモデルを開発した.本血管モデルを用いて,その感触について,複数の専門医や指導医に聞き取り調査を行うことで,表面粗さの有効性を検証した.この結果,
専門医や指導医が感触として表面粗さをセンシングできることが分かった.専門医や指導医は,手の感触よりカテーテルの動きから感触を得ており,これにより,表面粗さを感じ取る.さらに,この表面粗さを粗くした場合カテーテルの挙動が停止する.この場合,専門医や指導医は彼らが持つ技術でカテーテルを動かしていくことも観察された.また,カテーテルやガイドワイヤはすぐに疲労し力学的性質が変化する事も観察され,試験法の改良点であったと言える.また,この表面粗さは通常の摩擦試験では測定困難であることが分かった.新たな試験法として,カテーテルを使用した試験法を考案する必要がある.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Endothelial Cell Distribution After Flow Exposure With Two Stent Struts Placed in Different Angles2022

    • 著者名/発表者名
      Zi Wang, Narendra Kurnia Putra, Hitomi Anzai and Makoto Ohta
    • 雑誌名

      Front. Physiol.

      巻: 12 ページ: 733547

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.733547

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Parametric Study of Flushing Conditions for Improvement of Angioscopy Visibility2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Mitsuzuka, Yujie Li, Toshio Nakayama, Hitomi Anzai, Daisuke Goanno, Simon Tupin, Mingzi Zhang, Haoran Wang, Kazunori Horie and Makoto Ohta
    • 雑誌名

      Journal of Functional Biomaterials

      巻: 13 ページ: 69

    • DOI

      10.3390/jfb13020069

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study of Collateral Patency following Overlapped Multilayer Flow Modulators Deployment2022

    • 著者名/発表者名
      Simon Tupin, Kei Takase, Makoto Ohta
    • 雑誌名

      Fluids

      巻: 7 ページ: 220

    • DOI

      10.3390/fluids7070220

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Review of Functional Analysis of Endothelial Cells in Flow Chambers2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ohta, Naoya Sakamoto, Kenichi Funamoto, Zi Wang, Yukiko Kojima, and Hitomi Anzai
    • 雑誌名

      J. Funct. Biomater.

      巻: 13 ページ: 92

    • DOI

      10.3390/jfb13030092

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Flow chamber for evaluation of Endothelial cell adhesion on stent struts2022

    • 著者名/発表者名
      M. Ohta, Z. Wang, Y. Kojima, N. K. Putra, N. Ohtsu, H. Saifurrahman, H. Anzai
    • 学会等名
      Chemistry Physics and Biology of Colloids and Interfaces
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Material properties of PVA-H vessel model with partially different stiffness2022

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Daibo, Naohiro Kobayashi, Shiddiq Hashuro, Hiroyuki Kosukegawa, Kaihong Yu, Makoto Ohta
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] The Effect of Stent Angle on Flow and Endothelialization Process in a Parallel Chamber2022

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Kojima, Zi Wang, Narendra Kurnia Putra, Naofumi Ohtsu, Hitomi Anzai, Makoto Ohta
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] Angioscopy Visibilities for Stenotic Arteries using Computational Fluid Dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Goanno, Kohei Mitsuzuka, Yujie Li, Mingzi Zhang, Kazunori Horie, Kazuki Takeda, Yutaro Kohata, Hitomi Anzai and Makoto Ohta
    • 学会等名
      15th World Congress on Computational Mechanics (WCCM-XV) & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM-VIII)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Futuristic Supporting System for Neuroendovascular Therapy2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kosukegawa, Kaihong Yu, Makoto Ohta, Yoichi Haga, Koji Suzuki
    • 学会等名
      18th Interdisciplinary Cerebrovascular Symposium,
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of difference wall stiffness between single-segment models and two-segments models on velocity map2022

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Daibo, Muhammad shiddiq sayyid hashuro, Hiroyuki Kosukegawa, Kaihong Yu, Makoto Ohta
    • 学会等名
      ELyT Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a cerebral artery biomodel for surgery training2022

    • 著者名/発表者名
      Riko Hasegawa, Hiroyuki Kosukegawa, Kaihong Yu, Makoto Ohta
    • 学会等名
      ELyT Workshop 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of PVA-H 3D printer for mimicking an artery2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ohta
    • 学会等名
      7th International Conference on Computational & Mathematical Biomedical Enginnering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biomodel for development of medical device2022

    • 著者名/発表者名
      太田信
    • 学会等名
      Australia-Japan Fluid Dynamics Workshop 2022
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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