病的血管リモデリングに伴うコラーゲン線維の三次元構造変化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23650261
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 和田 成生 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70240546)
• 研究分担者: 中村 匡徳 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20448046) ; 福島 修一郎 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40362644) ; 越山 顕一朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80467513)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: バイオメカニクス / 生体光計測 / SHG / 血管組織 / コラーゲン / リモデリング / 計算力学解析

研究概要

高度光学計測技術である第2高調波発生 (SHG)法により,血管組織内部のコラーゲン線維の3 次元的な分布および配向状態を計測できることを示した.また,脳動脈瘤の病理組織標本の分析および動脈瘤における血行力学解析から, 血管壁に作用する複雑な応力場が, SHG 法により計測されるコラーゲン線維の 3 次元構造に関与していること明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] In vivo observation of age-related structural changes of dermal collagen in human facial skin using collagen-sensitive second harmonic generation microscope equipped with 1250-nm mode-locked Cr:Forsterite laser (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasui T, Yonetsu M, Tanaka R, Tanaka Y, Fukushima S, Yamashita T, Ogura Y, Hirao T, Murota H, Araki T
  • 雑誌名: J. Biomed. Opt 巻: 18 ページ: 11
• [雑誌論文] Computational fluid dynamics of blood flow in coil-embolized aneurysms: effect of packing density on flow stagnation in an idealized geometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Nakamura M, Fujinaka T, Hirata M, Kuroda J, Shibano K, Wada S
  • 雑誌名: Medical & Biological Engineering & Computing 巻: (in press)
• [学会発表] In vivo imaging of collagen fiber orientation with rapid polarization -resolved SHG microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Hase E, Fukushima S, Yasui T, Araki T
  • 学会等名: BiOS 2013 (Photonics West 2013)
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20130200
• [学会発表] 塞栓治療用コイルの三次元幾何形状を考慮した脳動脈瘤内血流解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大谷智仁,伊井仁志,藤中俊之,平田雅之,黒田淳子,芝野克彦,和田成生
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会論文集
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20130100
• [学会発表] Assessment of arterial calcification by using x-ray computed tomography and application to computational modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Hagino S, Fukushima S, Sera T, Tohno Y, Mahakkanukrauh P, Nishi M, Araki T
  • 学会等名: 2nd Intern. Anatomical Sciences & Cell Biology, Conference
  • 発表場所: Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 20121200
• [学会発表] Effect of the extent of coil embolization on flow stagnation in cerebral aneurysm (2012)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Nakamura M, Fujinaka T, Hirata M, Kuroda J, Shibano K, Wada S
  • 学会等名: ASME 2012 Intern. Mech. Eng. Congress & Exp
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] The effect of coil-embolized volume ratio on flow stagnation in cerebral aneurysms (2012)
  • 著者名/発表者名: Otani T, Nakamura M, Ii S, Fujinaka T, Hirata M, Kuroda J, Shibano K, Wada S
  • 学会等名: 日本機械学会 2012 年度年次大会 KSME-JSME Joint Symposium on CM & CAE
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] MRI-CFD 融合解析を用いた脳血管血流動態解析の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邉嘉之,國富裕樹,田中壽,西澤光生,塚部明生,富山憲幸,藤中俊之,網谷隼人,大谷智仁, 和田成生
  • 学会等名: 40回日本磁気共鳴医学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] 第2 高調波発生顕微鏡を用いたコラーゲンの配向解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中健一郎, 福島修一郎, 荒木勉
  • 学会等名: 生体医工学シンポジウム 2012
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Deformation of a cell and its internal cytoskeletons caused by the mechanical force applied to a tissue (2012)
  • 著者名/発表者名: Wada S, Ujihara Y, Nakamua M
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
  • 年月日: 20120700
• [学会発表] 電気光学的高速偏光変調を用いた偏光分解 SHG (第2 高調波発生光) 顕微鏡偏光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中佑治, 長谷栄治, 田仲亮介, 福島修一郎, 安井武史, 荒木勉
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2011
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] 細胞力学モデルを用いた細胞の接着・伸展シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村隆克,越山顕一朗,宮崎浩,和田成生
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] 偏光分解第2高調波発生顕微鏡を用いたコラーゲン配向状態の定量評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中健一郎, 福島修一郎, 荒木勉
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオフロンティア講演会
  • 発表場所: 津
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] 血管分岐部に発生した脳動脈瘤に対するコイル充填率の流体力学的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大谷智仁, 中村匡徳, 藤中俊之, 平田雅之, 黒田淳子, 芝野克彦, 越山顕一朗, 宮崎浩, 和田成生
  • 学会等名: 日本機械学会 2011 年度年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] In vivo observation of skin burn using collagen-sensitive second-harmonic-generation microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka R, Yasui T, Fukushima S, Araki T
  • 学会等名: Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 2011
  • 発表場所: Sydney Australia
  • 年月日: 20110800
• [学会発表] Computational studies on the strain transmission from a biological tissue to a cell and cytoskeletons (2011)
  • 著者名/発表者名: Wada S, Soga M, Ujihara Y, Nakamura M, Koshiyama K., Miyazaki H
  • 学会等名: ASME 2011 Summer Bioengineering Conference
  • 発表場所: Farmington, USA
  • 年月日: 20110600
• [図書] Computational Biomechanics: Theoretical Background and Biological/Biomedical Problems. In: A First Course in "In Silico Medicine" (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Wada S, Nakamura M
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/biomechwadalab/
• [備考]
  • URL: http://sml.me.es.osaka-u.ac.jp/araki_lab/