生体素材,組織の構造・構成と力学特性に関する研究

生物材料和组织的结构、组成和力学性能研究

基本信息

批准号：
04237104
负责人：
阿部博之
金额：
$ 40.26万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1994
项目状态：
已结题

项目摘要

1.収縮期におけるイヌ左心室の残留ひずみをスライス法により計測し,内膜側で圧縮,外膜側で引張の残留ひずみの存在を明らかにした.この結果を,残留応力を考慮した力学モデルに応用し,酸素消費量の分布と調和性の高い応力分布を得た.従来問題になっていた,内膜側の異常な応力集中を大幅に緩和した結果である.(阿部)2.ウシ大動脈由来の培養内皮細胞を用い,流れの方向が細胞の形態と細胞骨格構造に及ぼす影響について検討し,細胞が流れの方向性をも感知して形態を変化させることを明らかにした.さらに,細胞を疎な状態で培養すると細胞は流れに反応しないことを見いだした.(佐藤) 3.骨の組織形成における機械的刺激の影響を探るため,骨芽細胞様細胞に機械的刺激を負荷し,細胞増殖率および骨芽細胞の活性が有意に高くなること,およびこの刺激がcAMP,cGMP,PGE_2セカンドメッセンジャー系へと伝達されていることを示した.(立石) 4.コラーゲン分子の溶液中での会合による組織化をレオロジー的に調べ,会合と_PHとの関係を明らかにした.また,イヌの頚動脈と腹部大動脈について,血管の組織構造,組織要素が及ぼす力学特性の影響について明らかにした.(升田) 5.興奮収縮連関の素過程の検討を通じて活性化パラメータの発展式を改良し,受動的特性や等尺性収縮時の変形特性のみならず,従来記述困難であった等張性収縮時の収縮量の時間変化を含む種々の条件下での心筋の挙動を記述できる心筋構成式モデルを定式化した.(村上) 6.除負荷は細胞の代謝を介さず凍結処理膝蓋腱の超微細構造を速やかに変化させ,力学的特性を低下させた.一方,負荷は繊維芽細胞の活動を介して,除負荷によって低下した膝蓋腱の力学的特性を回復させた.こうして,代用材料としての自家移植腱は,生体内の力学的環境の影響を受け,旺盛なリモデリングを起こすことが証明された.(安田)

1. 采用切片法测量狗左心室收缩期的残余应变，结果显示内膜侧存在压缩残余应变，外膜侧存在拉伸应变。该结果应用于采用考虑到残余应力，我们获得了与耗氧量分布高度协调的应力分布。过去一直存在的内膜侧异常应力集中问题得到了显着缓解。 (Abe) 2. 使用培养的牛主动脉内皮细胞，我们研究了流向对细胞形态和细胞骨架结构的影响，发现细胞也能感知流向。此外，我们发现当细胞稀疏培养时，它们也会感知流向。不响应流程（佐藤）。 3.为了探讨机械刺激对骨组织形成的影响，我们对成骨样细胞进行机械刺激，发现细胞增殖率和成骨细胞活性显着增加，并且这种刺激与cAMP有关，表明cGMP和PGE_2被传送到第二信使系统（Tateishi）。 4.我们通过溶液流变学研究了胶原分子的组织，并阐明了缔合与_PH之间的关系。我们还研究了血管组织结构和组织元素对狗颈动脉和腹主动脉力学的影响。性质得到澄清。（增田） 5.通过考察兴奋-收缩连接的基本过程，改进了激活参数的演化方程，不仅改善了等长收缩时的被动特性和变形特性，还改善了以前难以实现的等张收缩时的收缩制定了心肌本构方程模型，可以描述心肌在各种条件下的行为，包括体积随时间的变化（Murakami）。 6. 卸荷在不介导细胞代谢的情况下快速改变了冷冻处理的髌腱的超微结构，并降低了其力学性能。另一方面，卸荷在不介导细胞代谢的情况下快速改变了冷冻处理的髌腱的超微结构。另一方面，卸载通过成纤维细胞活性降低了机械性能，髌腱的机械性能得到恢复。因此，证明自体移植肌腱作为替代材料在体内机械环境（Yasuda）的影响下发生主动重塑。