無負荷・非接触による骨組織の力学定数の成分選択的その場測定

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500401
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 北海道大学
• 研究代表者: 佐々木 直樹 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 教授 (40142202)
• 研究分担者: 古澤 和也 北海道大学, 大学院・先端生命科学研究院, 助教 (00510017)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 骨バイオメカニクス / X線回折 / 温度因子 / 弾性率

研究概要

骨コラーゲン(Col)の弾性率を、X線回折法によって決定した。これは、Colの回折X線強度の温度変化から、骨のCol分子の弾性率を無負荷・非接触で測定する方法である。通常、骨中Colの回折線はミネラルの回折線の中に埋もれてしまうため、ミネラル分率を半減した骨試料について測定を行った。この試料でもCol弾性率は腱Colの数倍となり、天然骨中のCol弾性率は、腱Colよりも極めて大きいことが強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Slow knot formation by suppressed self-reptation in a collapsed polymer chain (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakata, Y. Nakamura, and N. Sasaki
  • 雑誌名: Physical Review 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies on the formation mechanism and the structure of the anisotropic collagen gelprepared by dialysis-induced anisotropic gelation (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Furusawa, S. Sato, J. Masumoto, Y.Hanazaki, Y. Maki, T. Dobashi, T. Yamamoto, A. Fukui, and N. Sasaki
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 13 ページ: 29-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide angle X-ray diffraction and small angle X-ray scattering studies on the effect of demineralization on hierarchical structure of bone (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Furusawa, H. Shirakawa, S. Sato, Y. Tomimori, B. Giri, A. Fukui, N. Sasaki
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 36(2) ページ: 387-391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pH on Anisotropic Gelation of DNA Induced by Aluminum Cations (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Furusawa, Y. Narazaki, N. Tomita, T. Dobashi, N. Sasaki, and T. Yamamoto
  • 雑誌名: Journal of Physical. Chemistry 巻: 114 ページ: 13923-13932
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体組織力学適応の素過程:力学刺激に対する細胞の応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木直樹、古澤和也、福井彰雅、花崎洋平、伊東大輔
  • 雑誌名: 日本生体電気・物理刺激研究会誌 巻: 24 ページ: 11-16
• [雑誌論文] Effect of pericellular matrix formation by chondrocytes cultured in agarose gel on the viscoelastic properties of agarose gel matrix (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoki Sasaki, Takahiro Imai, Akiko Hashimoto, Hiroki Yasuda
  • 雑誌名: Journal of Biorheology 巻: 23 ページ: 95-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation of mineral crystals in cortical bone depending on structural anisotropy (2009)
  • 著者名/発表者名: Bijay Giri, Shigeru Tadano, Kazuhiro Fujisaki, and Naoki Sasaki
  • 雑誌名: Bone 巻: 44 ページ: 1111-1120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in the viscoelastic properties ofagarose gel by HAp precipitation by osteoblasts cultured in an agarose gel matrix
  • 著者名/発表者名: Y. Hanazaki, D. Ito, K. Furusawa, A. Fukui, N. Sasaki
  • 雑誌名: Journal of Biorheology in press
  • DOI: 10.1007/s12573-011-0043-2
  • 査読あり
• [学会発表] 骨塩密度? コラーゲンの状態? -骨バイオメカニクスの要は? (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木直樹,白川英輝,古澤和也, 福井彰雅
  • 学会等名: 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(豊中市)
  • 年月日: 2012-01-07
• [学会発表] Effect of mechanical stimuli on the function of osteoblasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hanazaki, D. Ito, K. Furusawa, A. Fukui,N. Sasaki
  • 学会等名: 4th International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
  • 発表場所: Hawai'i, USA
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Selective degradation of bone collagen changes the viscoelastic properties of bone (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Sasaki, H. Shirakawa, K. Furusawa, A. Fukui
  • 学会等名: 4th International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
  • 発表場所: Marriott Waikoloa BeachResort and Spa (Hawai'i, USA)
  • 年月日: 2011-12-11
• [学会発表] コラーゲン水溶液の相分離過程で観察される輸送現象と構造形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古澤和也,増元淳一,長谷部舞,佐藤翔一,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第59回レオロジー討論会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] 骨芽細胞の分化に与える異方性コラーゲンゲルの階層構造の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤翔一,増元淳一,長谷部舞,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第59回レオロジー討論会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] ベータラクトグロブリンアミロイド線維の形成機構と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須磨俊輔,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第59回レオロジー討論会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2011-10-06
• [学会発表] 流動複屈折によるアミロイド線維形成の初期過程 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐々木直樹、須磨俊輔、河合優一、斉藤有奈、古澤和也、福井彰雅
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山市)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] グロビュール状態からキャストした高分子フィルムの構造と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富森由佳、菊野拓人、古澤和也、福井彰雅、佐々木直樹
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス(岡山市)
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] Effect of Collagen Degradation on the Viscoelastic Properties of Cortical Bone (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Sasaki, H. Shirakawa, K. Furusawa, A. Fukui
  • 学会等名: 12th IUMRS International Conference in Asia
  • 発表場所: Taipei World Trade Center Nangang Exhibition Hall(Taipei, Taiwan)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 骨芽細胞の機能に及ぼす力学刺激の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 花崎洋平,伊東大輔,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学100周年記念会館(吹田市)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] DNA異方性ゲルの構造とレオロジーに関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学100周年記念会館(吹田市)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] イオンの拡散によって形成される異方性コラーゲンゲルの形成過程および構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 増元淳一,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学100周年記念会館(吹田市)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] アミロイド線維溶液の流動複屈折と線維の弾性率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須磨俊輔,斉藤有奈,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学100周年記念会館(吹田市)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] アミロイド小線維形成のダイナミックス (2010)
  • 著者名/発表者名: 河合優一,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] KOH処理骨の粘弾性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白川英輝,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] 多価金属カチオンによるDNAのゲル化とその力学特性の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第58回レオロジー討論会
  • 発表場所: 仙台国際センター(仙台市)
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] Elastic properties of bone collagen with and without mineral particles (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Sasaki, T. Nozoe, K. Furusawa, and A.Fukui
  • 学会等名: Third International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
  • 発表場所: Hilton Clearwater Beach Resort (Clearwater Beach, USA)
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] 骨芽細胞によるマトリックス石灰化に対する力学刺激の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 花崎洋平,伊藤大輔,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第32回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] ヒト大腿骨粘弾性の加齢による変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斉藤徹、佐々木直樹、福井彰雅、古澤和也、Peter Zioupos
  • 学会等名: 第32回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] 透析によって調製されるDNA異方性ゲルについての研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第32回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] アミロイド線維形成のインキュベーション時間および温度依存性-伸長流動複屈折の測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 須磨俊輔,河合優一,古澤和也,福井彰雅,佐々木直樹
  • 学会等名: 第32回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2009-06-04
• [学会発表] β-ラクトグロブリンのアルコール変性によるアミロイド小線維形成について (2009)
  • 著者名/発表者名: 河合優一,須磨俊輔,佐々木直樹,福井彰雅,古澤和也
  • 学会等名: 第32回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 桐生市市民文化会館(桐生市)
  • 年月日: 2009-06-04