日本バイオレオロジー学会誌（B&R，電子版） 第３１巻 第２号，２０１７年５月２７日発行（年３回発行）
J
our
na
l
ofJ
a
pa
nes
eS
oc
i
et
yofBi
or
heol
ogy

ONLI
NEI
SSN:
21865663

第 40回日本バイオレオロジー学会年会

日本バイレオ誌（B&R，電子版）第３１巻 第２号
J
.
J
pn.
S
oc
.
Bi
or
heol
.
31(
2)
(
2017)

あ

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（25）

第 40 回
日本バイオレオロジー学会年会
プログラム・抄録集
会 期：2017 年 5 月 27 日（土）・28 日（日）年会長：望月 精一
川崎医療福祉大学 医療技術学部 臨床工学科
会 場：川﨑祐宣記念講堂

運営組織

年会長

望月 精一

顧問

梶谷 文彦
小笠原 康夫

事務局長

小野 淳一

実行委員長

立花 博之

副実行委員長茅野 功（所属：川崎医療福祉大学 医療技術学部 臨床工学科）

実⾏委員

軸屋 和明

後藤 真己

矢田 豊隆

仲本 博

正木 久男

山本 健一郎

近藤 真史

小川 武人

田中 直子

福原 真一

宮崎 仁

松本 卓也

竹内 雅貴

高山 綾

小野 紗佑里（所属：川崎医療福祉大学 医療技術学部 臨床工学科）-1-

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（26）

⽇本バイオレオロジー学会年会のあゆみ
回

年会長

所属

会場

会期

1

深田 栄一

理化学研究所

東京慈恵会医大学

2

岡 小天

国立循環器病センター

国立循環器病センター 講堂

1979/6/30～7/1

3

東 健彦

信州大学

信州大学医学部第一講義堂

1980/6/28～29

4

谷口 興一

東京医科歯科大学

東京医科歯科大学 5 号館

1981/6/20～21

5

梶谷 文彦

川崎医科大学

川崎医科大学 現代医学教育博物館

1982/6/26～27

6

稲垣 義明

千葉大学

千葉県文化会館 小ホール

1983/6/18～19

7

神谷 瞭

北海道大学

北海道自治会館 自治ホール

1984/6/16～17

8

浅野 牧茂

国立公衆衛生院

国立公衆衛生院 講堂

1985/6/15～16

9

志賀 健

愛媛大学

愛媛県医師会館 ホール

1986/6/11～13

10

磯貝 行秀

東京慈恵会医科大学

東京慈恵会医大学 高木会館講堂

1987/6/13～16

11

松田 保

金沢大学

金沢大学医学部十全講堂

1988/6/2～4

12

大島 宣雄

筑波大学

筑波大学大学会館国際会議室

1989/7/5～7

13

峰下 雄

帝塚山短期大学

奈良県新公会堂

1990/6/21～23

14

品川 嘉也

日本医科大学

日本医科大学 大講堂

1991/6/20～22

15

平川千里

岐阜大学

岐阜市文化センター

1992/6/25～27

16

菅原 基晃

東京女子医科大学

東京女子医大学 弥生記念講堂

1993/6/16～17

17

松信 八十男清和大学

エーザイホール

1994/6/17～18

18

貝原 学

帝京大学

TEPCO 地球館

1995/6/15～16

19

辻 隆之

国立循環器病センター

千里ライフサイエンスセンター

1996/6/6～7

20

増田 善昭

千葉大学

千葉大学けやき会館

1997/6/5～6

21

前田 信治

愛媛大学

エスポワール愛媛文教會舘

1998/6/11～13

22

貝原 真

理化学研究所

理化学研究所 鈴木梅太郎記念ホール

1999/6/10～11

23

辻岡 克彦

川崎医科大学

倉敷公民館

2000/6/8～9

24

谷下 一夫

慶應義塾大学慶應義塾大学 創想館マルチメディアルーム

2001/6/7～8

25

大橋 俊夫

信州大学

信州大学旭会館大会議室

2002/6/6～7

26

西成 勝好

大阪市立大学

大阪市立大学学術情報総合センター

2003/6/5～6

27

内村 功

東京医科歯科大学

東京医科歯科大学 特別講堂

2004/6/10～11

28

佐藤 正明

東北大学

東北大学マルチメディア教育研究棟

2005/7/7～8

29

丸山 徹

九州大学

九州大学医学部 コラボステーション

2006/6/12～1330

佐々木 直樹北海道大学

北海道大学 学術交流会館

2007/6/14～15

31

安藤譲二

東京大学

東京大学理学部小柴ホール

2008/6/5～6

32

土橋 敏明

群馬大学

桐生市民文化会館

2009/6/4～5

33

氏家 弘

東京労災病院

理化学研究所 鈴木梅太郎記念ホール

2010/6/3～4

34

関 眞佐子

関西大学

関西大学 100 周年記念会館

2011/6/3～435

佐藤 恵美子

新潟県立大学

朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター

2012/5/31～6/2

36

工藤 奨

九州大学

九州大学西新プラザ

2013/6/6～8

37

大島 まり

東京大学

大宮ソニックシティビル 市民ホール

2014/6/5～6

38

吉田 雅幸

東京医科歯科大学

学術総合センター

2015/6/6～7

39

後藤 信哉

東海大学

東海大学校友会館

2016/6/18～19

40

望月 精一

川崎医療福祉大学

川﨑祐宣記念講堂

2017/5/27～28-2-

高木会館講堂

1978/6/19

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（27）

会場案内
会場：川﨑祐宣記念講堂（川崎医療福祉大学に隣接）
住所：〒701-0193

岡山県倉敷市松島 288

電話：086-462-1111（代表）JR 中庄駅まで：在来線で岡山駅から 13 分、倉敷駅から 5 分
JR 中庄駅から・徒歩

約 14 分・タクシー 約 5 分「川崎医療福祉大学 職員玄関前まで」とご指定下さい。

-3-

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

会場内配置（1 階）

・受付・クローク・開会式
・口頭発表セッション会場

エントランスロビー
第１会場
第１会場
第２会場
第３会場
第１会場
昇庭前通路

・学術奨励賞応募講演会場
・ポスターセッション会場

-4-

（28）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（29）

会場内配置（２階）

・理事会・評議会合同会議
・リサーチ・フォーラム運営会議
・JBR 打ち合わせ会議
・電子版 B&R 編集委員会

-5-

会議室
会議室
会議室
会議室

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（30）

参加者の皆様へ
参加登録⽤紙

参加受付は 2017 年 5 月 27 日 [土]9:00 からです。



事前に登録用紙にご記入の上、プリントアウトして当日お持ちください。
（参加登録用紙は年会ホームページよりダウンロードできます。）

参加費・参加証
会員5,000 円

非会員

15,000 円

学生

3,000 円

非会員での参加者には、日本バイオレオロジー学会の会員資格が翌年 4 月末日まで付与
されます。



学生は参加受付にて学生証をご提示ください。学生証のご提示がない場合には、会員な
いしは非会員の参加費となりますのでご注意ください。後日証明書を提出されても参加費の返金はいたしませんのでご了承ください。



参加費は、年会当日、参加受付にて申し受けます。



非会員の参加費は 15,000 円ですが、事前もしくは当日に会員登録（年会費 8,000 円）
して頂くと 5,000 円となります。



なるべくお釣りのないようにお願いいたします。



参加費と引き換えに参加証（ネームカード）をお渡しします。各自で所属・氏名をご記入ください。会期中、会場では必ずご着用ください（ご着用がない場合、講演会場にはご入場いただけません）。

-6-日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（31）

懇親会
下記の日時・場所にて、懇親会を開催いたします。
皆様のご参加を心よりお待ちしております。
日時：2017 年 5 月 27 日 [土]18:30〜

場所：

倉敷ロイヤルアートホテル（倉敷市阿知 3－21－19、086-423-2400）

参加費：

会員・非会員 4,000 円、学生 2,000 円※ 参加費は、年会当日、参加受付にて申し受けます。

参加者へのお願い

会場内はすべて禁煙です。



講演会場内での撮影および録音は禁止させていただきます。



講演会場内での携帯電話等のご使用は禁止させていただきます。また、会場内では電源を OFF にするかマナーモードに設定してください。

講演会場内でのお呼び出しはいたしません。

-7-

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（32）

発表に関する注意
講演時間
講演時間は以下の通りです。



オーガナイズドセッション、学会奨励賞セッション：12 分（発表 8 分、質疑応答 3 分、移動 1 分）



シンポジウム：60 分（発表 50 分、質疑応答 5 分、紹介・移動 5 分）

座⻑の⽅へ


ご担当セッション開始 10 分前までに会場内（右前方）の次座長席にお着きください。



会場進行係はおりますが、セッションの進行は座長にお任せいたします。演者ごとの講演時間を厳守してください。



発表順はプログラム記載の通りですが、進行ならびに追加発言・討論等に関しましては座長にご一任いたします。ただし、セッションの終了時間を終了時間を厳守してくださ
い。

演者の⽅へ


ご発表の 2 演題前までに会場内（左前方）の次演者席にお着きください。



すべて PC での発表になります。スライド・OHP の使用は出来ません。



会場には PC は用意しておりません。必ずご自身の PC をご持参ください。



音声の会場スピーカーへの直接出力はいたしません。ご発表データ内で音声をご使用の場合には、演者用マイクを PC のスピーカーに近づける等でご対応ください。



ご発表中の PC の操作は、発表者ご自身ないしは共同演者で行ってください。



プロジェクターとの接続は、ミニ D-sub15 ピンのみとさせていただきます（写真参照）。

-8-

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017



（33）

ご持参いただく PC に保存されているご発表データの損失に備え、USB フラッシュメモ
リ・CD-R 等でご発表データのバックアップをご持参ください。

ポスター発表の⽅へ


ポスター掲示は 5 月 27 日 [土] 10:00〜5 月 28 日 [日] 17:00 です。



ポスターの掲示領域は W900mm×H1,200mm です。

優秀ポスター賞応募のポスターは 5 月 27 日 [土] 13:30〜14:30 をコアタイムといたしますので、ご自身のポスター前で待機ください。

5 月 28 日 [日] は 17 時までに各自確実にポスターを撤去してください。

-9-日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（34）

タイムテーブル
5 月 27 日（土）
第１会場

第２会場

第３会場

ポスター

10：00〜10：10

9:00〜

開会式

掲⽰開始

10：10〜10：58

10:10〜10:58

10:10〜11:22

OS6 ⽣体物質の構造形成とOS2 循環器系ダイナミクス

OS4 細胞・分⼦のメカノ

機能発現・制御と疾患

バイオロジー

11:20〜12:20
A1 学会奨励賞セッション
12:30〜13:30
ランチョンセミナー
13：30〜
14：30
コアタイム
14:30〜17:30
SY 創⽴40周年記念
シンポジウム18：30〜 懇親会（倉敷ロイヤルアートホテル）

会議の予定

・理事会・評議会合同会議

8:30～9:30

2 階 会議室・リサーチ・フォーラム運営会議

9:30～10:00 2 階 会議室

5 月 28 日（日）
第１会場

第２会場

第３会場

10：00〜11：00

10：00〜10：48

OS7 ⾷品およびソフトマター

OS5 ティッシュエンジニア

11:05〜12:05のレオロジー（１）11:05〜12:17

リング・⼈⼯臓器(1)10：53〜11：41

OS3 ⾎液レオロジーとOS7 ⾷品およびソフトマター

OS5 ティッシュエンジニア

微⼩循環（１）のレオロジー（２）リング・⼈⼯臓器(2)10：00〜10：36
OS1 ⾎管内治療ポスター

12:30〜13:30
ランチョンセミナー
13:30〜14:30
総会、表彰
14:30〜16:00
受賞講演
16:00〜17:00

16:00〜17:00

16:00〜17:00

OS3 ⾎液レオロジーとOS7 ⾷品およびソフトマター

OS8 臨床⼯学分野の微⼩循環（２）のレオロジー（３）

レオロジー

会議の予定

17:05〜

17:00

閉会式

掲⽰撤去

・JBR 打ち合わせ会議

8:30～9:15

・電子版 B&R 編集委員会

9:15～10:00 2 階 会議室- 10 -

2 階 会議室

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（35）

プログラム 5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第 1 会場
10:00〜10:10 開会式

10:10〜10:58

OS6 ⽣体物質の構造形成と機能発現・制御
座⻑：喜多 理王（東海⼤学）

OS6-01

液液接触・架橋過程としての⾎液の凝固〇⼟橋 敏明（群⾺⼤学⼤学院理⼯学府），倉沢 隆太，槇 靖幸，外⼭ 吉治，⼭本 隆夫（群⾺⼤理⼯）OS6-02

⾼い膠質浸透圧差に耐えるリポソーム（⼈⼯⾚⾎球）脂質膜の流動性
久禮 智⼦（奈良県⽴医科⼤学 化学教室），〇酒井 宏⽔（奈良県⽴医科⼤学化学教室）

OS6-03細胞を懸濁したコラーゲン⽔溶液におけるゲル化と相分離の共役〇古澤 和也（北海道⼤学⼤学院先端⽣命科学研究院），⼟⽥ 雅之（北海道⼤学⼤学院⽣
命科学院）

OS6-04⾻コラーゲン中の最終糖化産物が⾻の物性に及ぼす影響〇佐々⽊ 直樹（北海道⼤学⼤学院先端⽣命科学研究院），野村 奈央（北海道⼤学理学部
⽣物科学科），古澤 和也（北海道⼤学⼤学院先端⽣命科学研究院）

11:20〜12:20

A1 学会奨励賞セッション座⻑：島野 健仁郎（東京都市⼤学），庄島 正明（埼⽟医科⼤学）

A1-01

シミュレーションによる⾎栓⽌⾎システムの構成論的理解〇後藤 信⼀（慶應義塾⼤学医学部循環器内科、東海⼤学医学部循環器内科），⽥村 典⼦，綾部 健吾，後藤 信哉（東海⼤学医学部）

A1-02

間質流の⼤きさがグリオーマ幹細胞の浸潤プロセスに与える影響〇布川 岳⼈，⻑南 友太，難波 尚⼦，須藤 亮（慶應義塾⼤学⼤学院理⼯学研究科）

A1-03

アミロイド性集合体を防⽌するペプチドの分⼦設計とその抑制評価〇柴⽴ 郁美，植⽥ 知美，橋本 慎⼆（⼭⼝東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科），森井 尚之（産業技術総合研究所），佐伯 政俊（⼭⼝東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科）- 11 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

A1-04

（36）

DNAの好熱・嫌熱的な分⼦輸送過程の多様性に与える塩基配列と分⼦量の効果〇中⼭ 耕史朗（東海⼤学⼤学院 総合理⼯学研究科 総合理⼯学専攻），⼟井 駿，⼋⽊原晋，新屋敷 直⽊ （東海⼤学 理学部 物理学科），喜多 理王（東海⼤学 理学部 物理学科,
東海⼤学マイクロ・ナノ研究開発センター），中川 草（東海⼤学 医学部 基礎医学系分⼦⽣命科学, 東海⼤学マイクロ・ナノ研究開発センター），笹川 昇（東海⼤学 ⼯学部 ⽣命
科学科）

A1-05

海綿⾻内における浸透率測定〇伊藤 誠（東北⼤学⼤学院⼯学研究科），Simon Tupin（東北⼤学 流体科学研究所），安⻄ 眸（東北⼤学 学際科学フロンティア研究所），鈴⽊ 杏奈，太⽥ 信（東北⼤学 流体科学研究所）

12:30〜13:30

ランチョンセミナー
座⻑：鴇⽥ 昌之（九州⼤学）

卵料理のレオロジー
⾦⽥ 勇（酪農学園⼤学）- 12 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（37）

第２会場
10:10〜10:58

OS2 循環器系ダイナミクスと疾患
座⻑：⼭⽥ 宏（九州⼯業⼤学），後藤 信哉（東海⼤学）

OS2-01

CFDを⽤いた破裂・未破裂脳動脈瘤の多変量解析〇内⼭ 祐也（東京理科⼤学⼯学部機械⼯学科），髙尾 洋之（東京慈恵会医科⼤学 脳神経外科, 東京慈恵会医科⼤学 先端医療情報技術研究講座, 東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科
機械⼯学専攻），鈴⽊ 貴⼠，藤村 宗⼀郎（東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科 機械⼯学専攻），⽥中 和俊（東京理科⼤学 ⼯学部 機械⼯学科），⽯橋 敏寛（東京慈恵会医科⼤学
脳神経外科），守 裕也，⼭本 誠（東京理科⼤学 ⼯学部 機械⼯学科），村⼭ 雄⼀（東京慈恵会医科⼤学 脳神経外科）

OS2-02

CFDを⽤いた未破裂脳動脈瘤における菲薄部予測に関する研究〇⽥中 和俊（東京理科⼤学⼤学院⼯学研究科），髙尾 洋之（東京慈恵会医科⼤学 脳神経外科），鈴⽊ 貴⼠（東京理科⼤学 ⼯学部 機械⼯学科），藤村 宗⼀郎，内⼭ 祐也（東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科 機械⼯学専攻），⽯橋 敏寛（東京慈恵会医科⼤学 脳神経外科），守 裕也，⼭本 誠（東京理科⼤学 ⼯学部 機械⼯学科），村⼭ 雄⼀（東京慈恵会
医科⼤学 脳神経外科）

OS2-03

粥腫の⽣じたヒト頸動脈内膜に対する薄切試験⽚の伸展試験〇⼭⽥ 宏（九州⼯業⼤学⼤学院⽣命体⼯学研究科），坂⽥ 則⾏（福岡⼤学 医学部），
井上 亨（福岡⼤学 医学部）

OS2-04電気回路モデルを利⽤した⾎圧反射波同定法の⼀試案〇岡村 法宜（愛媛県⽴医療技術⼤学保健科学部）- 13 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（38）

第３会場
10:10〜11:22

OS4 細胞・分⼦のメカノバイオロジー
座⻑：⼯藤 奨（九州⼤学），坂元 尚哉（⾸都⼤学東京）OS4-01冠循環の⾎流特性による⼼臓弾性蛋⽩質コネクチンの短縮〇花島 章，橋本 謙，⽒原 嘉洋，本⽥ 威，児⽟ 彩，呼元 知⼦，杉野 充希，⽑利 聡（川崎医科⼤学 ⽣理学1教室）

OS4-02

⾼せん断応⼒環境に対する⾎管内⽪細胞の形態応答〇坂元 尚哉，堀江 悠太，⼤⼭ 侑樹，舘林 耕平（⾸都⼤学東京システムデザイン学部），中村 匡徳（埼⽟⼤学 ⼤学院理⼯学研究科機械⼯学科）

OS4-03

磁気マイクロビーズを⽤いた内⽪細胞膜の⼒学特性計測〇⽟井 克志（北海道⼤学⼤学院⼯学院），松尾 智史（北海道⼤学⼤学院⼯学院⼈間機械
システムデザイン専攻），⼤橋 俊朗（北海道⼤学⼤学院⼯学研究院⼈間機械システムデ
ザイン部⾨）

OS4-04

⾎管内⽪細胞PIP2加⽔分解に及ぼすつつき刺激の影響〇宮本 聡（九州⼤学⼤学院システム⽣命科学府），モハイラ ビンティ モハマドディン（九州⼤学 ⼯学部 機械航空⼯学科），荒井 雅貴（九州⼤学 ⼤学院⼯学府 機械⼯学専攻），中嶋 和弘，世良 俊博，⼯藤 奨（九州⼤学 ⼤学院⼯学研究院 機械⼯学部⾨）OS4-05

刺⼊法によるアフリカツメガエル新鮮原腸胚内部の⼒学環境の推定に関する研究〇丹下 祥之（名古屋⼤学⼤学院⼯学研究科），前⽥ 英次郎，村瀬 晃平（名古屋⼤学 ⼯学研究科 機械システム専攻），上野 直⼈（基礎⽣物学研究所），松本 健郎（名古屋⼤学
⼯学研究科 機械システム専攻）

OS4-06コラーゲンゲル上における⾻芽細胞様細胞の能動的配向〇⽯川 敬⼀（京都⼤学⼤学院⼯学研究科），須⻑ 純⼦，⻲尾 佳貴，安達 泰治（京都⼤学 ウイルス・再⽣医科学研究所）- 14 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（39）

プログラム 5 ⽉ 2８⽇（⽇）
第 1 会場
10:00〜10:36

OS1 ⾎管内治療座⻑：庄島 正明（埼⽟医科⼤学）

OS1-01

動静脈循環型シミュレータにおけるカテーテル操作のシミュレーション〇廣浦 学（ニプロ株式会社企画開発技術事業部），廣⽥ 徹（株式会社グッドマン），向井 純平，正⽊ 涼⼦，直⽊ 洋介（ニプロ株式会社），廣⽥ 悦⼦，伊達 博（株式会社グッドマン），川⼝ 晃，森 智（ニプロ株式会社），横⼭ 武志（九州⼤学）

OS1-02末梢動脈閉塞の経静脈灌流による治療法の検討：⾎⾏路の再確認〇⼩⼭ 富康（北海道⼤学名誉教授），笹嶋 唯博（旭川医科⼤学名誉教授）

OS1-03

低ずり応⼒下における内⽪細胞への⾎⼩板粘着量の測定
⼩川 侑樹，中原 拓真，⻄⽥ 悠⾺（東京都市⼤学 ⼯学部 機械システム⼯学科），⼩林 千
尋，平⽥ 孝道（東京都市⼤学 ⼯学部 医⽤⼯学科），〇島野 健仁郎（東京都市⼤学 ⼯学部 機械システム⼯学科）

11:05〜12:05

OS3 ⾎液レオロジーと微⼩循環（１）座⻑：柴⽥ 政廣（芝浦⼯業⼤学）

OS3-01

⾎流速度に基づいたバイオマーカーによる脳動脈瘤増⼤とブレブ発⽣の予測の検討〇⽯⿊ 健太（名古屋⼤学⼤学院 医学系研究科），礒⽥ 治夫（名古屋⼤学 脳とこころの研究センター），⽔野 崇（名古屋⼤学⼤学院 医学系研究科），⽥嶋 駿亮，⽵原 康雄（名古屋⼤学⼤学院 医学系研究科），寺⽥ 理希（磐⽥市⽴総合病院 第1放射線診断科），⼩杉 崇⽂（株式会社アールテック），⼤⻄ 有希（東京⼯業⼤学⼤学院 システム制御系），福⼭ 篤司（名古屋⼤学⼤学院 医学系研究科）

OS3-02

降圧剤による治療下の⾼⾎圧症例における⾚⾎球変形能の検討〇丸⼭ 徹（九州⼤学基幹教育院），⼩⽥代 敬太，有⽥ 武史，深⽥ 光敬，横⼭ 拓，野⽥裕剛，⼊江 圭，森⼭ 祥平，藤⽥ ⼀允，⽊佐貫 恵（九州⼤学⾎液腫瘍⼼⾎管内科）

OS3-03

頸動脈を対象とした3次元シネ位相コントラスト磁気共鳴法の⾎流動態解析の再現性〇七条 来夢（名古屋⼤学医学部保健学科），福⼭ 篤司，⽯⿊ 健太，⽔野 崇（名古屋⼤学⼤学院 医学系研究科），礒⽥ 治夫（名古屋⼤学 脳とこころの研究センター）

OS3-04

静脈⾎栓フィブリン構造変化ー⾎⼩板数、ヘマトクリット値の影響〇平⽅秀男（京都市⽴病院⿇酔科），杉⽥ 尚⼦，井上 京（京都⼤学⼤学院・医学研究科），巽 和也，栗⼭ 怜⼦（京都⼤学⼤学院・⼯学研究科），伊井 仁志，新岡 宏彦，和⽥ 成⽣（⼤阪⼤学⼤学院・基礎⼯学研究科），⼩池 薫，村井 俊哉（京都⼤学⼤学院・医学研究科）- 15 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

OS3-05（40）

ビールの苦味成分ホップに含まれるイソフムロンの⾎管内⽪機能改善効果〇富⽥ 純⼦（府中市⺠病院），望⽉ 精⼀（川崎医療福祉⼤学 臨床⼯学科），藤本 壮⼋（川崎医科⼤学 健康管理学科），柏原 直樹（川崎医科⼤学 腎臓・⾼⾎圧内科），⾚阪隆史（和歌⼭医科⼤学 循環器内科），⾕本 光⾳（岡⼭⼤学 ⾎液・腫瘍・呼吸器内科），吉⽥ 清（⼼臓病センター榊原病院 循環器内科）

12:30〜13:30

ランチョンセミナー座⻑：望⽉ 精⼀（川崎医療福祉⼤学）

スティーブ・ジョブスに学ぶ 就寝前の過ごし⽅ ⼼地よく眠りに就くために
保野 孝弘（川崎医療福祉⼤学 医療技術学部 臨床⼼理学科）

13:30〜14:30 総会、表彰（岡小天賞、論文賞、学会奨励賞、優秀ポスター賞）
14:30〜16:00

受賞講演
座⻑：⼟橋敏明（群⾺⼤学），松本健郎（名古屋⼤学）

岡⼩天賞 「流れる固体」と⾻組織のレオロジー

佐々⽊ 直樹（北海道⼤学⼤学院先端⽣命科学研究院）
論⽂賞

拡散によって誘起されるカードランゲルの異⽅的・多層構造
槇 靖幸（群⾺⼤学⼤学院理⼯学府）

16:00〜17:00

OS3 ⾎液レオロジーと微⼩循環（２）座⻑：⽥地川 勉（関⻄⼤学）OS3-06過凝集性⽜乳を使った⾎流停滞による⾎栓形成模擬実験系構築の試み〇⽥地川 勉（関⻄⼤学システム理⼯学部），⽥中 雅之（関⻄⼤学 システム理⼯学部 機械⼯学科），柳楽 恭⼦（関⻄⼤学⼤学院 理⼯学研究科）

OS3-07

シースフロー型マイクロチャンネルによる⾚⾎球変形能の定量評価（⽑細⾎管内の⾚⾎球懸濁液の粘度と形状回復時定数の関係）〇乾 智幸，⼭下 雄⼠（関⻄⼤学⼤学院 理⼯学研究科），⽥地川 勉（関⻄⼤学 システム理⼯学部），池本 敏⾏（⼤阪医科⼤学附属病院 中央検査部），武内 徹（⼤阪医科⼤学
第⼀内科学教室）- 16 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

OS3-08（41）

⾚⾎球サスペンションの微⼩流路流れにおける⾎⼩板模擬粒⼦の断⾯内分布
瀧ノ内 希陸，〇佐々⽊ 崇洋（関⻄⼤学⼤学院 理⼯学研究科），関 淳⼆，板野 智昭，関眞佐⼦（関⻄⼤学 システム理⼯学部）

OS3-09GFP標識⾚⾎球ラットを⽤いた脳微⼩⾎管における⾚⾎球分配の時空間変動〇栗原 唯花，須貸 拓⾺，正本 和⼈（電気通信⼤学 情報理⼯学研究科）

OS3-10

⾻格筋細動脈⾎管壁での⾎流によるずり応⼒〇柴⽥ 政廣（芝浦⼯業⼤学⽣命科学科），神⾕ 瞭（東京⼤学）

17:05〜 閉会式- 17 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（42）

第２会場
10:00〜11:00

OS7 ⾷品およびソフトマターのレオロジー（１）座⻑：⾼橋 智⼦（神奈川⼯科⼤学），中⾺ 誠（三栄源エフ･エフ･アイ株式会社）

OS7-01

多糖類分散液のレオロジーが嚥下時の⽣理反応に与える影響〇中⾺ 誠，池上 聡，松⼭ 信悟，⽯原 清⾹，船⾒ 孝博（三栄源エフ･エフ･アイ株式会社）

OS7-02擬似咽頭通過に基づく⾷感評価システムに関する基礎研究〇三輪 昌徳，柴⽥ 曉秀，東森 充（⼤阪⼤学⼤学院⼯学研究科），池上 聡，中⾺ 誠（三栄源エフ・エフ・アイ（株））

OS7-03

ヒト胃消化シミュレーターを利⽤した⼒学特性が異なるハイドロゲル粒⼦の微細化挙動の観測
王 在天（筑波⼤学⽣命環境系/農研機構⾷品研究部⾨），神津 博幸（筑波⼤学北アフリ
カ研究センター），礒⽥ 博⼦（筑波⼤学⽣命環境系/筑波⼤学北アフリカ研究センター），植村 邦彦（農研機構⾷品研究部⾨），〇⼩林 功（農研機構⾷品研究部⾨），市川 創作（筑波⼤学⽣命環境系/農研機構⾷品研究部⾨）OS7-04モノの「やわらかさ」を測る押込試験システムの⾷品への適⽤〇佐久間 淳（京都⼯芸繊維⼤学繊維学系）

OS7-05

キサンタンガム系とろみ調整⾷品の客観的評価と主観的評価〇⾼橋 智⼦（神奈川⼯科⼤学応⽤バイオ科学部）

11:05〜12:17

OS7 ⾷品およびソフトマターのレオロジー（２）座⻑：⾦⽥ 勇（酪農学園⼤学），鴇⽥ 昌之（九州⼤学）

OS7-06

HMHEC/Cycloamylose 混合系における cycloamylose の重合度 61 と 62 の違い〇武政 誠（東京電機⼤学理⼯学部⽣命理⼯学系），北村 進⼀（⼤阪府⽴⼤学）

OS7-07

光を駆動⼒とする⾃律スイングゲルの調製
中村 駿介，〇成⽥ 貴⾏，⼤⽯ 祐司（佐賀⼤学⼤学院 ⼯学系研究科）

OS7-08

アガロースゲルの流体摩擦
上瀧 守，〇鴇⽥ 昌之（九州⼤学理学研究院）

OS7-09Microrheology of kappa, iota, and mixed kappa/iota carrageenan gels by multiple
particle tracking and optical tweezers〇Lester Geonzon, Faith Descallar (Tokyo University Of Marine Science And
Technology, Department Of Food Science And Technology), Stephen Flores, Rommel
Bacabac (University Of San Carlos, Department Of Physics Medical Biophysics
Group), Shingo Matsukawa (Tokyo University Of Marine Science And Technology,
Department Of Food Science And Technology)- 18 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

OS7-10（43）

Aging effect on network structure in agarose gel studied by NMR and electrophoresis〇Faith Bernadette Descallar, Koki Tani, Shingo Matsukawa (Tokyo University ofMarine Science and Technology, Department of Science and Technology)

OS7-11

Dynamic Rheological Properties of Mixed Carrageenan Gels Under Large Strains〇MATSUKAWA Shingo（Tokyo University of Marine Science and Technology）,
FLORES L. Stephen, DESCALLAR A. Faith (Tokyo University of Marine Science andTechnology, Department of Food Science and Technology), BACABAC G. Rommel(University of San Carlos, Department of Physics)

16:00〜17:00

OS7 ⾷品およびソフトマターのレオロジー（３）座⻑：吉村 美紀（兵庫県⽴⼤学），市川 寿（⻑崎⼤学）

OS7-12ゲル形成能に優れた⿂鱗由来ゼラチンの収率改善〇⼭⼝ 紘平（⻑崎⼤学⼤学院⽔産・環境科学総合研究科）, Alice Mutie (Kenya Marine
and Fisheries Research Institute), ⽃⽯ ⽇和（⻑崎⼤学⽔産学部），市川 寿（⻑崎⼤学
⼤学院⽔産・環境科学総合研究科）

OS7-13

野⽣酵⺟の製パン特性〇筒井 和美（愛知教育⼤学教育学部），辻村 幸紀，榊原 朱梨，早瀬 和利（愛知教育⼤学），佐藤 恵美⼦（新潟県⽴⼤学），⻄成 勝好（中国・湖北⼯業⼤学）

OS7-14

ゼリー状⾷品のかたさ測定における試料調製⽅法の違いが物性値に及ぼす影響〇早川 結樹，川上 智美，武⽥ 安弘（森永乳業株式会社 研究本部 健康栄養科学研究所）

OS7-15

⼿打ち麺の⾮等⽅性膨潤挙動〇⼩林 祥⼦，⾦⽥ 勇（酪農学園⼤学 ⾷と健康学類）

OS7-16

乾燥卵⽩濃厚⽔溶液の低温でのゲル化挙動〇佐藤 かな⼦（酪農学園⼤学⼤学院⾷品栄養科学専攻），⾦⽥ 勇（酪農学園⼤学 ⾷と健康学類）- 19 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（44）

第３会場
10:00〜10:48

OS5 ティッシュエンジニアリング・⼈⼯臓器（１）座⻑：岩崎 清隆（早稲⽥⼤学）

OS5-01

3Dプリンタ成形技術を⽤いて作製した遠⼼⾎液ポンプの性能評価の素材に対する検討〇⻄⽥ 正浩（産業技術総合研究所），後藤 ⼤輝（横浜国⽴⼤学 ⼤学院⼯学研究院），
迫⽥ ⼤輔，⼩阪 亮，丸⼭ 修（産業技術総合研究所），百武 徹（横浜国⽴⼤学 ⼤学院⼯学研究院），⼭本 好宏，桑名 克之（泉⼯医科⼯業株式会社），⼭根 隆志（神⼾⼤学 ⼤
学院⼯学研究科）

OS5-02

拍動循環可能な⼩容量抗⾎栓性試験回路の開発〇松橋 祐輝（早稲⽥⼤学⼤学院先進理⼯学研究科），鮫島 啓（早稲⽥⼤学⼤学院先進理
⼯学研究科⽣命理⼯学専攻），前⽥ 真宏（早稲⽥⼤学創造理⼯学部総合機械⼯学科），
梅津 光⽣（早稲⽥⼤学⼤学院創造理⼯学研究科総合機械⼯学専攻），岩﨑 清隆（早稲⽥
⼤学⼤学院先進理⼯学研究科共同先端⽣命医科学専攻）

OS5-03腹部⼤動脈瘤モデルを⽤いたステントグラフトの留置形態に関する検討〇⾚岡 拓（早稲⽥⼤学⼤学院創造理⼯学研究科），宿澤 孝太（早稲⽥⼤学⼤学院 共同
先端⽣命医科学専攻），藤井 智也（早稲⽥⼤学⼤学院 先進理⼯学研究科 ⽣命理⼯学専攻），伊藤 ⼤輝（早稲⽥⼤学⼤学院 総合機械⼯学研究科 総合機械⼯学専攻），梅津 光
⽣（早稲⽥⼤学⼤学院 総合機械⼯学専攻），⼤⽊ 隆⽣（東京慈恵医科⼤学 ⾎管外科），岩﨑 清隆（早稲⽥⼤学⼤学院 共同先端⽣命医科学専攻）

OS5-04細胞接着制限環境下におけるmES細胞の培養〇安藤 悠太（京都⼤学⼤学院⼯学研究科），オケヨ ケネディ，安達 泰治（京都⼤学 ウ
イルス・再⽣医科学研究所）

10:53〜11:41

OS5 ティッシュエンジニアリング・⼈⼯臓器（２）座⻑：⻄⽥ 正浩（産業技術総合研究所）

OS5-05多管構造を持つコラーゲンゲルを⽤いた細動脈様組織の構築〇古澤 和也（北海道⼤学先端⽣命科学研究院），隈本 有⾥（北海道⼤学・⼤学院・⽣命科学院）

OS5-06脱細胞化腱を⽤いたヒツジ膝前⼗字靭帯再建実験による⽣体内での細胞浸潤に関する検討〇岩﨑 清隆（早稲⽥⼤学理⼯学術院先進理⼯学研究科），伊藤 匡史（東京⼥⼦医科⼤学
整形外科），井桝 浩貴，⾼野 和也，岡村 昭慶，奥⽥ 慶也，⼋⽊ 優⼤（早稲⽥⼤学⼤学
院総合機械⼯学専攻），梅津 光⽣（早稲⽥⼤学⼤学院総合機械⼯学専攻）- 20 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

OS5-07（45）

脱細胞化処理および滅菌処理が組織のコラーゲンに及ぼす影響の検討〇奥⽥ 慶也（早稲⽥⼤学⼤学院創造理⼯学研究科），岡村 昭慶（早稲⽥⼤学 ⼤学院創造理⼯学研究科 総合機械⼯学専攻），⼋⽊ 優⼤（早稲⽥⼤学 ⼤学院先進理⼯学研究科
⽣命理⼯学専攻），軽部 裕代（早稲⽥⼤学 理⼯学術院先進理⼯学研究科 共同先端⽣命医科学専攻），梅津 光⽣（早稲⽥⼤学 ⼤学院創造理⼯学研究科 総合機械⼯学専攻），
岩﨑 清隆（早稲⽥⼤学 理⼯学術院先進理⼯学研究科 共同先端⽣命医科学専攻）

OS5-08

脱細胞化処理溶液への浸透時間が脱細胞化腱と靭帯の⼒学特性に及ぼす影響の検討〇⼋⽊ 優⼤（早稲⽥⼤学⼤学院先進理⼯学研究科），岡村 昭慶，奥⽥慶也，梅津 光
⽣，岩﨑 清隆

16:00〜17:00

OS8 臨床⼯学分野のレオロジー
座⻑：宮坂 武寛（湘南⼯科⼤学）

OS8-01

インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィーによるリンパ浮腫の早期検出〇孫 越，マルリン ラマダンバイディラ，アルアミン サイクルイマン，川嶋 ⼤介，武居昌宏（千葉⼤学⼤学院⼯学研究科）

OS8-02

⽣体電気インピーダンス法で測定した⾎液透析患者の体内⽔分量バランスと循環動態および栄養状態との関連性〇安藤 誠（⼤原記念倉敷中央医療機構倉敷中央病院臨床⼯学部），隅中 智太（公益財団法⼈ ⼤原記念倉敷中央医療機構 倉敷中央病院 臨床⼯学部 ⼈⼯透析センター⽀援室），
島⽥ 典明，浅野 健⼀郎（公益財団法⼈ ⼤原記念倉敷中央医療機構 倉敷中央病院 腎臓内科），⼩野 淳⼀，軸屋 和明，望⽉ 精⼀（川崎医療福祉⼤学⼤学院 医療技術学研究科 臨
床⼯学専攻）

OS8-03

シングルニードル透析における適切な⾎液回路の検討〇藤原 千尋（岡⼭⼤学病院臨床⼯学部），望⽉ 精⼀，⼩川 武⼈（川崎医療福祉⼤学⼤学院 臨床⼯学専攻）

OS8-04

Vascular Access 機能低下の重症度と CL-Gap の有⽤性について〇⼩野 淳⼀（川崎医療福祉⼤学医療技術学部臨床⼯学科），⽩髪 裕⼆郎（川崎医科⼤学
附属病院MEセンター），佐々⽊ 環（川崎医科⼤学腎臓・⾼⾎圧内科学），⼩笠原 康
夫，望⽉ 精⼀（川崎医療福祉⼤学医療技術学部臨床⼯学科）

OS8-05

ポリスルホン膜製⾎液濾過器における⾎栓形成状況とライフタイムの⽐較〇宮坂 武寛（湘南⼯科⼤学⼯学部），王 博，佐野 ⽃⼠⽮，⽊下 慶祐，⼋⽊ 優太郎（湘南⼯科⼤学 ⼯学部 ⼈間環境学科），林 鳳娟（湘南⼯科⼤学⼤学院 機械⼯学専攻）- 21 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（46）

ポスター発表（5 ⽉ 27 ⽇（⼟），28 ⽇（⽇））
ポスター発表（優秀ポスター賞応募アリ）P1P-01

空気接触による⾎⼩板の活性化〇澁⾕ 慎，後藤 晴，内貴 猛（岡⼭理科⼤学⽣体医⼯学科），⼩野 和秀，杉⼭ 博信（⽇機装株式会社）

P1P-02

⼩⻨・多糖類混合系ゲルの物性について〇細⽥ 捺希（兵庫県⽴⼤学⼤学院環境⼈間学研究科），吉村 美紀（兵庫県⽴⼤学）

P1P-03⼩⻨粉-パルプ混合系の物性に及ぼすパルプ粒径の影響〇永井 紘太（兵庫県⽴⼤学⼤学院環境⼈間学研究科），北森 江⾥佳（兵庫県⽴⼤学），
佐藤 恵美⼦（新潟県⽴⼤学），吉村 美紀（兵庫県⽴⼤学）

P1P-04

ミスフォールディングによる凝集形成を防⽌するためのペプチドとその抑制効果〇杉⼭ さつき，⽔沼 亮太，柴⽴ 郁美，佐伯 政俊（⼭⼝東京理科⼤学⼤学院 ⼯学研究科）

P1P-05

温度勾配を駆動⼒としたアスピリン/シクロデキストリン包接錯体の分⼦輸送現象〇江⼝ 和也，川⼝ 翼（東海⼤学⼤学院総合理⼯学科総合理⼯学専攻），新屋敷 直⽊，
⼋⽊原 晋（東海⼤学理学部物理学科），喜多 理王（東海⼤学），Doreen Niether (ICS3 Soft Condensed Matter, Forschungszentrum Julich GmbH), Jana Hovancova(Chemistry Department, Pavol Jozef Safarik Univercity), Simone Wiegand (Chemistry
Department - Physical Chemistry, University Cologne)

P1P-06TAVIにおける⽣体弁ステント部の不完全展開に関する⼒学的検討〇伊藤 朋晃，⼭⽥ 宏（九州⼯業⼤学 ⼤学院⽣命体⼯学研究科），⽩井 伸⼀（⼩倉記念病院 循環器科）

P1P-07

ずり応⼒に対する消化管組織由来の細胞応答〇志村 ⼤智，上⽥ 早希，道端 良之介，⼩川 剛伸，桝⽥ 哲哉，⾕ 史⼈（京都⼤学⼤学院
農学研究科）

P1P-08Langmuir法を利⽤した⾮対称性リポソーム調製法の検討〇光武 祐希（佐賀⼤学⼤学院⼯学系研究科），⼤⽯ 祐司，成⽥ 貴⾏（佐賀⼤学⼯学系
研究科循環物質化学専攻）

P1P-09コラーゲンゲルに現れる新奇な巨視的パターン〇近藤 美咲（佐賀⼤学⼤学院⼯学系研究科），⼤⽯ 祐司（佐賀⼤学 ⼯学系研究科），
古澤 和也（北海道⼤学 先端⽣命科学研究院），成⽥ 貴⾏（佐賀⼤学 ⼯学系研究科）

P1P-10

浅⼤腿動脈のねじり短縮複合負荷に対する⾃⼰拡張型 Ni-Ti 合⾦製ステントの有限要素解析〇朱 暁冬（早稲⽥⼤学⼤学院創造理⼯学研究科），橋本 雅也（早稲⽥⼤学 創造理⼯学
部 総合機械⼯学科），梅津 光⽣（早稲⽥⼤学理⼯学術院 創造理⼯学部 総合機械⼯学科），岩﨑 清隆（早稲⽥⼤学理⼯学術院 先進理⼯学研究科 共同先端⽣命医科学専攻）- 22 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

P1P-11（47）

粒⼦画像流速計測法を⽤いた医療機器の接続部の流れ場が⾎栓形成に及ぼす影響の検討〇松橋 祐輝（早稲⽥⼤学⼤学院先進理⼯学研究科），鮫島 啓（早稲⽥⼤学⼤学院先進理
⼯学研究科⽣命理⼯学専攻），梅津 光⽣（早稲⽥⼤学⼤学院創造理⼯学研究科総合機械
⼯学専攻），岩﨑 清隆（早稲⽥⼤学⼤学院先進理⼯学研究科共同先端⽣命医科学専攻）

P1P-12⾚⾎球軸集中現象の顕微計測 -変形性の影響〇佐々⽊ 崇洋（関⻄⼤学⼤学院理⼯学研究科），関 淳⼆，板野 智昭，関 眞佐⼦（関⻄
⼤学 システム理⼯学部）

ポスター発表（優秀ポスター賞応募ナシ）
P1N-01

Gelation study of NiPAM mononer induced by UV photopolymerization〇Isala Dueramae（Micro/Nano Technology Center/Tokai University）, Fumihiko
Tanaka (Department of polymer chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto
University), Naoki Shinyashiki, Shin Yagihara (Department of Physics, Tokai
University), Rio Kita (Micro/Nano Technology Center, Department of Physics, Tokai
University)

P1N-02

⾷⾁および⿂⾁の物性・咀嚼性に及ぼす⾷品品質改良剤と加熱の影響〇畦⻄ 克⼰（⼤阪⼤学⻭学部附属病院），吉村 美紀，永井 紘太（兵庫県⽴⼤学⼤学院
環境⼈間学研究科）

P1N-03

7-ketocholesterolはp38MAPK経路を介して⽩⾎球の⾎管内⽪への接着を亢進する〇⾕ 真理⼦（東京医科⻭科⼤学⼤学院⾎管代謝探索講座），⼤坂 瑞⼦，靏 裕美，鎌⽥悠⼦，出⽜ 三千代，吉⽥ 雅幸（東京医⻭⼤院・先進倫理医科学分野）

P1N-04

ゼラチンゲルの破壊エネルギー測定〇武⽥ 怜，槇 靖幸，⼟橋 敏明（群⾺⼤学⼤学院理⼯学府）

P1N-05

シングルニードル透析の流動特性が溶質除去に及ぼす影響〇⼩川 武⼈（川崎医療福祉⼤学医療技術学部臨床⼯学科），藤原 千尋（岡⼭⼤学病院
臨床⼯学部），望⽉ 精⼀（川崎医療福祉⼤学 臨床⼯学科）

P1N-06

透析器における内部濾過流量にファウリングが及ぼす影響〇⼭本 健⼀郎（川崎医療福祉⼤学医療技術学部臨床⼯学科），峰島 三千男（東京⼥⼦医科⼤学 臨床⼯学科）（本プログラムは、抄録原稿の情報に基づいて作成しています。）- 23 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第１会場
OS6
⽣体物質の構造形成と機能発現・制御- 24 -（48）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（49）

液液接触・架橋過程としての血液の凝固○土橋敏明＊，倉沢隆太＊，槇靖幸＊，外山吉治＊，山本隆夫＊＊

群馬大学大学院理工学府［〒176-8515 桐生市天神町 1-5-1］
らに大きくなるのが観察された．系 1 については赤血

１．緒言
血液凝固の最初の段階は，内因系凝固の場合も球膜上での凝固開始と成長のモデル 4)と矛盾しない．

外因系凝固の場合も，血管の内皮細胞表面または赤系 2 についてはカルシウムイオンとクエン酸イオンの血球表面から始まり，ラテラル方向へのフィブリンゲル

相互拡散を律速とするゲル幅の成長を仮定すること生成へ進む．したがって，その基本的メカニズムは，により説明できる．実験結果の理論式へのフィッティン

フィブリノゲンなどの高分子溶液と高分子を架橋させグにより決定されるパラメータは血漿の凝固能に関する凝固駆動物質の溶液との２相の接触によって起きるる知見を与えると考えられる．

ゲルの成長過程と考えることができる 1)．このことから、高分子溶液/架橋剤溶液の接触・架橋過程の一般論
2, 3)が血液凝固の場合にどのように適用されるかを調べることは興味深い．
本研究では，(1) エコノミー症候群のメカニズムとして考えられている赤血球存在下における血漿の凝固（ゲル形成）4)に対する in vitro での実験と (2) 臨床検査で用いられる血漿/血液凝固因子水溶液系の凝固時間測定を攪拌混合ではなく接触によって行う場合の対照実験について，実験及び理論により，そこから抽出できる血液に関する情報について考察した．
２．実験方法Figure 1 Time course of gel thickness

凝固阻害剤としてクエン酸塩を含有するウマ由来
保存血液(日本バイオテスト研究所)を遠心分離し，バッフィーコートを取り除き，血漿(PFP : Platelet Free
Plasma)とパック赤血球を得た．
系 1 (1)のモデルとして，プラスチックチューブに入れ1）たパック赤血球の上に微量の塩化カルシウムを加えた血漿を重層した．
系 2 (2)のモデルとして，血漿をプラスチックセルに入れセル上部に透析膜を貼った後塩化カルシウム水

2)溶液を重層した．
系 1 と 2 について，25℃においてゲル化の様子を撮
影し，ゾル-ゲル界面の移動を追跡した．

3)
３．結果と考察系 1, 2 の実験では，ともに２相の界面からの血漿の4)ゲル成長が観察され，血漿ゲル層と血漿ゾル層の界面は明瞭であった．系 1 の赤血球表面からのゲル化
では，図 1 のような S 字型の成長が観察された．実験
2 の血漿と塩化カルシウム水溶液との接触によるゲル化では，ラグタイムの後，ゲル層の厚みは最初時間の平方根にほぼ比例して成長し，その後成長速度がさ- 25 -

文献
Shida, N., Kurasawa, R., Maki, Y., Toyama, Y.,
Dobashi, T. and Yamamoto, T.: Study of plasma
coagulation induced by contact with calcium
chloride solution, Soft Matter, 12, 9471-9476,
2016.
Yamamoto, T., Tomita, N., Maki, Y. and Dobashi,
T.: Dynamics in the Process of Formation of Anisotropic Chitosan Hydrogel, J. Phys. Chem. B,
114, 10002–10009, 2010.
Dobashi T. and Yamamoto, T.: Anisotropic Gel
Formation Induced by Dialysis. In Encyclopediaof Biocolloid and Biointerface Science, Chapter
39, H. Ohshima (Ed), Wiley, 2016.
Iwata H. and Kaibara, M.: Activation of factor IX
by erythrocyte membranes causes intrinsic coagulation. Blood Coagul. Fibrinoly., 13, 489-496,
2002.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（50）!$"(,*)-+./% X1ĈÀ³ 5f/.3 3P7 ĉÃ634-8521 /d;']z840Ċl @ ì 60¿ Þ â Ú  T Ï Ó é ÛÁ  «   @ à

10
¾p@úĀðĄøą(Hb)fnjìÐÕāýôĆ
ÿ(úĀðĄøą ûñïĂ, Hb-V)àÁ9¬v(¬

377±10 cPÞâÚ

ÐÕÊÁÔêÚåDPPCuß«ÉçaKÏêéāýôĆÿß­l@(Tc)Yr)ÛÐÙÔß4IÛZIÊ§Þ_(jWtJ)ÞÈÍé@(40±2cP)Ûe¯ÒéÛ¥ÏêÙÅé1)ÂâÕÔßF1pQßsGÞ¾ÅÂÎßÎÛÉçÁ«i°(:Þæ×ÙxÑévÝăîĄòĆsIÞØÅÙåUçÉÞÏêÙÅé

2-4)

Â

«ßhIß-à®FÛÇçêÕÂ

Hb-VÞÏêé¾p@Hbnj(35-40 g/dL)àÁ
¸<Þ¾Å«i°((COP)Á200 - 300 TorrìÒÂ
Îß

40

jßCOP(20-25 Torr)Þe¯ÐÙ`äÙ¾à

9¬vàÁ«Þ8Ð)R%ß«iÌÁHb-Và<Þ«ìÐÙ¾ÅCOPÞVÏêÙ

°(:ì"ÍÁ«àAì"Íf>R%ÞÄé

ÅéÎÛÞÝéÂÐÉÐHb-Và¾Å46IìZÐÁ¶@ß?ÊèìNÖÁ«1ß²IÊ=¾Ì[ÝéåßÛÇçêéÂÐÉÐÁÔß-à®FÚÄèÁ

2(xw½,fÞQ)ÁâÕ

a±ì

LDå

NÐÁHbßoàqÅÂÔÎÚ\ÚàÁ1(1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene, DPH)ì««i°(:Þ8ÐÙB@àÞ
¾p@Hbì

ÖÁÐÕ

NÒéÎÛÊÚËÙÅéÛ©ÚËéÂÞMNÏÓÁÔß{RIÉç«ßhI
ìO6ÒéRgìyÐÁ~«fnjÞæé


àÁ3

ª¢µ(+ (B)25282136)ÁS\|·}ca 0¦·}

¾Å«i°(Ê«ßhIÞÜßæÆÝCº5)ìÇéÉ¨áéÎÛìÛÐÕ Â\ª(15Elk0201034h001)







20
DPHßóüïöĂàÁHbß&!óüïöĂÛ´¤ÐÁHb-VÚàÝB@ÊEçêÝÅÂÔÎ
ÚÁ÷ö

1)

kíĂùþą(Alb)nj(0 - 40 g/dL)ìHbß

ĀõĂ~«ÛÐÕÂHbÛ$bÁAlbànjp@ÞHÑÕ¾Å«i°(Á@ìÒÂāýôĆÿß«  K à Á DPPC/cholesterol/DHSG/DSPE- PEG5000

2)(5/4/1/0.03ĀĂe)ÛÐÕÂ<gÞæè#p@AlbnjìÏÓÕāýôĆÿì¨£ÐÕÂÔÐÙÁDPHì
«ÞMNÏÓÁ{RIìm6ÐÕÂâÕ
{RIÉç«ß@ìO6ÐÕÂ
30

3ć

#'&

āýôĆÿÞÏÓÕAlbp@Ê¾ÌÝéÞØêÁ
DPHß{RIàÒé%ÊãçêÕÂsÞÁ

l@»*Ú¼ÚÄ×ÕÂ{RIÉç@ì4ć

O6ÐÕÛÎëÁ40 g/dLßAlbìÏÓéÛÁ25¿ÞÈÍé@à949±8 cPÉç607±10 cPÞâÚ

ÐÕÂÎßÎÛÉçÁAlbnjßÞæèxÑÕ«ìÐÕCOP¯:ÞæèÁāýôĆÿÊAÐ¡¹ì.
ËÌÒéR%ÞËÁ^ÛÐÙ«ßhIÊTÐÁ@Ê

ÐÕåßÛÇçêÕÂ

- 26 -

5)


Sakai, H.: Overview of potential clinical applications of hemoglobin vesicles (HbV) as artificial
red cells, evidenced by preclinical studies of theacademic research consortium. J. Funct. Biomater.
8, 10, 2017.
Sakai, H., Okuda, N., Sato, A., Yamaue, T.,
Takeoka, S., Tsuchida, E. Hemoglobin encapsulation in vesicles retards NO and CO binding andO2 release when perfused through narrowgas-permeable tubes. Am. J. Physiol. Heart Circ.
Physiol. 298, H956-65, 2010.
Sakai, H., Sato, A., Takeoka, S., Tsuchida, E.:
Rheological properties of hemoglobin vesicles(artificial oxygen carriers) suspended in a seriesof plasma-substitute solutions. Langmuir, 23,8121-8128, 2007.
Sakai, H., Sato, A., Takeoka, S., Tsuchida, E.:
Mechanism of flocculate formation of highly
concentrated phospholipid vesicles suspended ina series of water-soluble biopolymers. Biomacromolecules. 10, 2344-2350, 2009.
Kure, T. and Sakai, H.: Transmembrane difference in colloid osmotic pressure affects the lipid
membrane fluidity of liposomes encapsulating a
concentrated protein solution. Langmuir, 33,
1533-1540, 2017.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（51）

細胞を懸濁したコラーゲン水溶液におけるゲル化と相分離の共役○古澤和也＊，土田雅之＊＊＊

北海道大学 大学院 先端生命科学研究院［〒060-0810 北海道札幌市北区北 10 条西 8 丁目］＊＊

北海道大学 大学院 生命科学院られた試料は、細胞核、F アクチン、および Type I コ

１．緒言

ラーゲンを蛍光染色してから、共焦点走査型レーザ

コラーゲンゲルは組織工学の分野で最も広く用い

ー顕微鏡（CLSM）で観察した。

られている細胞足場素材である。これは、コラーゲンが細胞外基質の主要成分であり、コラーゲンゲルを用３．結果と考察いることで生体内と同様の微小環境を試験管内で再現することができるからである。通常のプロトコルで調調製した三次元再生組織の CLSM 像が Figure 1

製したコラーゲンゲルは、比較的均一で等方的な構に示されている。組織表面からの深さが 50 µm の位置造を持つ。そのため、構築される再生組織も均一かつでは MCCG の構造に対する細胞密度の有意な影響

等方的な組織形態を持つ。このような中、我々はコラは観察されなかったが、組織表面からの深さが 250

ーゲン水溶液をリン酸緩衝液中で透析することで、コµm の位置では、高い細胞密度の試料の方がチャネ

ラーゲン線維の配向構造、多管構造、そして傾斜構

ルの数が有意に少なく、また画像全体の面積に対し造を併せ持つコラーゲンゲル（マルチチャネルコラーてチャネルの領域が占める面積も有意に小さくなる結

ゲンゲル：MCCG）が自己組織化的に形成されること果が得られた。コラーゲン水溶液の相分離によっを見出した。MCCG はコラーゲン水溶液の pH が中和て、細胞がコラーゲンの濃い領域へと輸送されたされることで引き起こされるコラーゲン水溶液の相分

結果、その領域に含まれるはずだったコラーゲン

離と、同時に引き起こされるゲル化が共役することで分子の数が過剰となる。濃厚相の過剰なコラーゲ形成されることが実験によって示唆されている。

ン濃度の上昇を打ち消すために、コラーゲン濃度

最近、我々は細胞を懸濁したコラーゲン水溶液をリの濃い領域の割合が増加し、コラーゲン濃度の低ン酸緩衝液中に透析することで、MCCG のゲル基質

い領域の割合が減少したことが細胞密度の増加に中に細胞を埋め込んで三次元的に培養することに成伴う多管構造の変化の原因であると考えられる。

功した。しかしながら、細胞という不純物が含まれているにもかかわらず多管構造が形成される理由や、ほとんどの細胞がゲル基質中に埋め込まれる理由は良くわかっていない。そこで、本研究ではコラーゲン水溶液に対する細胞の懸濁が、MCCG の形成挙動と階層構造に与える影響を調査した。
２．実験方法
実験にはヒト肝がん由来細胞株（HepG2）を用いた。
HepG2 をウシ真皮由来のコラーゲン水溶液（高研、IPC-50）に 1.0×106 cells/mL および 2.0×106 cells/mLの細胞密度で懸濁した。この細胞懸濁液を 35 mm ディッシュの上に置かれた直径 8 mm の穴の開いた厚さ1 mm のシリコンゴムの型に充てんし、その上に透析膜をかぶせてさらに同じ形のシリコンゴムを置いた。4mL の 20 mM の Na2HPO4、13 mM の KH2PO4、および 198 mM のグリセロールを含むリン酸緩衝液をディッシュに注ぎ、細胞懸濁液を MCCG 化した。30 分後、リン酸緩衝液を 10 % FBR と 1 %ペニシリン・ストレプト

Figure 1.構築した三次元再生組織の CLSM 像。組織
表面からの深さ（Z）が浅い位置（左）と深い位置（右）で撮影した画像。上側は細胞密度が 1.0×106 cells/mL、下側は細胞密度が 2.0×106 cells/mL の試料。

マイシンを含む DMEM に交換し培養を開始した。得- 27 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（52）

骨コラーゲン中の最終糖化産物が骨の物性に及ぼす影響○佐々木直樹、野村奈央*、古澤和也
北海道大学大学院先端生命科学研究院, *北海道大学理学部[〒060-0810 札幌市北区北 10 条西 8 丁目]

1.緒言

れぞれの緩和の緩和時間、β, γ はそれぞれの緩和

骨組織の成熟過程では、コラーゲンマトリクス内の緩和時間分布を表す。糖化処理に従い、これらで酵素により架橋(酵素的架橋)が形成され、結果のパラメータがどのように変化するかを解析し組織が骨として十分な力学特性を獲得する1。一た。また、糖化産物によって架橋が作られること

方で、日常的に糖化ストレスに曝されることで糖により骨、特に骨コラーゲンがどのような構造変化産物による架橋(非酵素的架橋)が形成され、骨化するかを調べるため、脱灰骨のX線回折実験を

1

行った。

の力学特性に変化がもたらされる 。これら 2 種
類の架橋形成による骨組織の力学特性変化が、加齢による骨の物性変化と言っても過言ではない。

3.実験結果

特に非酵素的架橋は骨の靱性を減少させ加齢に緩和弾性率では、糖化処理によっても弾性率E 0

よる骨折要因の一つとされる。ここでは、非酵素の値には有意の差は現れなかった。糖化処理の影的架橋が骨の粘弾性に及ぼす影響について実験

響を強く受けたと思われるのは長時間緩和の緩的に調べることを目的とした。

和時間τ 2 で、有意に大きくなった。一方、構造については、骨コラーゲン分子の配置をみると、乾2.実験方法燥状態では、線維内のコラーゲン分子の配置が骨試料としては 28 ヶ月去勢牛の大腿緻密骨・骨hexagonalであるとしたときの(100)にあたる、線幹部を用いた。40 mm×5.5 mm×1.4 mmの矩形に切維中の分子の配列には違いが見えない。膨潤試料

り出し表面を水やすりで整えた。HBSSに 10%グ

では (200)に相当する回折の半値幅が極めて大ルコース溶液、チモールを加えたものを糖化処理

きくなり、もはやピークとは認められないほどに溶液とした。処理液中、整形試料を 37oCで 3 日

広がっている。

から 28 日に亘ってインキュベートした。糖化処理による架橋の度合いは、糖化産物として代表的

4.考察

なペントシジン量を測定し目安とした。糖化処理

τ 2 の増加は糖化により、長時間緩和に関わる構造

試料の粘弾性は、3 点ベンド法による応力緩和測の弾性率が小さくなったことを示唆する。一方X定で調べた。骨の緩和弾性率は、実験式

線回折から予測される構造としては、unit cell内

E (t ) = E0 A exp −t

τ1(0 < A, β, γ ≤ 1, τ 1 << τ 2 )β+ (1 − A) exp −tの電子密度分布が架橋によって不均一になってγいる可能性が考えられる。糖化で架橋が増えたと

τ2

しても、構造的に応力集中点が増えたと考えられ

(1)

る。

で表されることが知られている2。E 0 は初期弾性率、第 1 項目は早い緩和で骨中のコラーゲン相の文献緩和とされる。第 2 項目はオステオンレベルの高

1)S. Viguet-Carrin, et al. Osteop. Int. 17, 319 (2005).

次構造の不可逆的緩和とされている。τ 1 , τ 2 はそ2)T. Iyo et al. Biorheology 43, 117 (2006).

- 28 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 29 -（53）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第１会場
A1
学会奨励賞セッション- 30 -（54）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017!$')%(
é\Ã

ŉŊŉŉ

ŊuB

"
ŉŉ

Ŋ¸Ù1

ŉŉ

（55）



Ŋ\Ã3

ŉ

bcº<?C(CÙ§CnF ^4§[ì160-0014 wŉŉÚrH 35]

ŉŉw?C?C(CÙ^4§ [ì259-1193 ¦@N&+Q°L 143]+*-*

ÄŊÄzĈZdćĉŊÄKxĈÄ¯ÄKxÄzĈ?ó÷ĉŊ

ĈĳŀĻŇīćññėē

Ŋa'òàùĕŋĎþŊÄ

úÄÕUĈ[åĘXô.õþŋÄÕUò 0.5

8±ŊđIùĕŋ8ĠĨģŇİòù

cm/sec Ĉæ9ăĉÄÕUòÕíČąÄKx

=lÙċĈk

ĕĄįńŅĴŅò÷ĖŊįńŅĴŅ.GĘøĂÄKx³¼Ęa'øŊùĕöĄăÇâ±1ÄzòK÷ôĆĀþŋÄÕUòØívăĉĈ

ĳŀĻŇīĈ[åò?óôĆĔŊįńŅĴŅĈfĘĆøĂíĕŋ öĈþĐÄ¯=lÙĈÄÄzŊòÄzĈdÞĘf

%¾¤'O£·ÙĈÄzĈZdćðõĕÄ

.*

øþŋ

ŊÄKxa'ÕUŊ8±Ĉa'ÕUŊ¹ÄzĈdÞćĉÄÕUò?óĆ[åĘ,čøþŋ

±Ĉa'ÕUĈDÝIĉ)ćÉ÷ĖĂöĖĉŊÄÕUòÕívăĉŊ¨goĈ[åíĆíŋt¢ªăĉĤŅĵľŇīŇĘíĂĄ'ćĒĔŊįńŅĴŅĆąĈ/aÑĈUòø

C-`ĈÖdĦĹľŃŇĦĿŅĘÅîöĄăŊÄzZd

ĂøĎîþĐĄ»ïēĖĕŋÄòØívăŊįńŅ

ćIùĕ5BĈDÝÉĘiøþŋ

ĴŅf

,*

µyđöĈöĄĘmhøĂíĕĄ»ïēĖĕŋöĖēĈ

ĘÅîĄÄzĈdÞòf

÷ĖĕĄíî

t¢ªăĉÄKxĘUăÆøŊÄKxñēEĉã¾ÄzðíĂŊ%¾ÄzĒĔđ8±ĈàċĈ"CĶěŇİĲĭġĘMs©VćĒĔÊ®

ò?óíĄíî¿TÍçĈµyĄ0ÀøĂðĔŊt

ùĕ Guy ¬ĈļĮłĘgWøþŋÄKxĈk

ĦĹľŃŇīŇĈAYaĘ¥øĂíĕĄ»ïēĖĕŋ

Ŋ

áć#ïįńŅĴŅćĒĕÄKxĈa'Ŋa'Ä/*KxÆäăĈ8ĠĨģŇİĈa'Ŋ¹±ĠĨÄ¯l\ćZd÷ĖĕÄKxÄzĈdÞ

ģŇİĘļĮłć´ďÔęÿŋļĮłĈ|ÈĘ7 1ĉÄÕUĈ[åĘXô.õĕŋÄòØívăć¥ùŋĉŊįńŅĴŅÕUĈf
Blood Flow (1.0 cm/sec)ćāĆòĔŊ¿TÍçĈµyĄ0ÀøĂíĕŋ

0.1 (s-1)

1 (s-1)AP (0.0×105/mm3)t¢ªĉqÙ§CŁŇĮěŅĢĸńħĞġįê³

1 (s-1)T (0.0 !M)

PT(1.4 !M)

AT(1.4 !M)

F(0.0 !M)FG (7.0 !M)PT¼~½ĦĹľŃŇĦĿŅĄüĈ`ëŊŀĜĶĥĜ

0.01 (s-1)ğŅĨĢŀŅİĬĽŃŅħêNP (3.0×105/mm3)0.05 (s-1)

AF (2×10-11 μmol/plt)òÄzĈdÞĈf

1 (s-1)

Wound Region

2¶0ĦĹľŃ

ŇĦĿŅĪĶįĝĞĚĈ¢ªßëŊ§C¢ªÐ:¢ª(B)ŌÄKx³¼Ĉ}dÎÉćĒĕ_­{;ClotĻĠıĩĺĈÉĄ

 1*# &

]ĈßŊHPCI eĸèí¡*ĉÛ²-`Ę¥øŊÒí¡*ĉŊ¡*Ĉ«ĈÛ²-`ĘńĢŀĺeÜ 1êùĕ2§Cņ(ðĒĊa'ùĕöĄĘ¥øĂíĕŋ¡*ĈPćËÓ÷ĖĂíĕpĉa'÷!Â:ëŊÏ6

ĖþÛ²-`ĈÕUĘ¥ùŋd 25 SU¢ª$dĘ.õþŋ
1ňÄÕUŊa'ÄKxÆäăĈįńŅĴŅdÕUŊįńŅĴŅćĒĕÄKxa'ÕUŊĸŀĨĹŅĈdÕUŊĶěķŁŅĈdÕUĘüĖýĖĳŀĻŇīĄøĂ>'÷ûŊÄzZdćJùĕöĖēĈ5B

2)

ĈDÝIĘÌøþŋÄzĉ 30%ĈÄKxòa'÷ĖĂíĕÙĄDºøþŋ- 31 -

×(¢ªjÁÏ6R


Goto S and Goto S. The Way to Select a Suitable Patient Population for Thrombin Receptor
Antagonist from the Large Clinical Trial Database of the TRA-2P-TIMI50 Trial. Circulation.
2015.
Fogelson AL and Guy RD. Platelet-wall interactions in continuum models of platelet thrombosis: formulation and numerical solution.
Math Med Biol. 2004; 21:293-334.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（56）

間質流の大きさがグリオーマ幹細胞の浸潤プロセスに与える影響○布川 岳人＊，長南 友太＊，難波 尚子＊，須藤 亮＊＊

慶應義塾大学大学院理工学研究科 総合デザイン工学専攻［〒223-8522 横浜市港北区日吉 3-14-1］
３．実験結果１．緒言グリオーマは脳腫瘍の中で最も発生率が高く，患まず，通常組織付近の 3 種類の流速を負荷したとこ

者の平均生存期間は約 1 年と，予後の悲惨な病気でろ，1.3 μm/s の流速を負荷した条件が 0.58, 0.63 μm/s

ある．この，グリオーマの生体内での特徴として挙げらの流速を負荷した条件に比べて浸潤最大到達距離れるのが「がん幹細胞」および「間質流」である．多分は約 1.2 倍の値を示した．次に，8.9 μm/s の腫瘍組織化能と自己複製能を有するグリオーマ幹細胞の存在付近の流速において実験を行ったところ，ゲルが溶けにより，腫瘍内の細胞の性質が不均質になり，薬剤治ていく現象が見られた．そこで，流れをかけない static療に対して強い抵抗性を示す．また，生体内に存在の条件と比較したところ，約 13 倍もの量のゲルを溶かする間質流は，血管の透過性の違いから，通常組織

すことがわかった．最後に，ゲルを溶かす因子である，に比べ，腫瘍周辺の方が高い値を示す．

MMP-9 の発現について調査したところ，通常組織付

以上より，本研究では，グリオーマ幹細胞の浸潤プ近の流速である 0.63 μm/s よりも腫瘍組織付近の流速

ロセスにおける間質流の影響を明らかにすることを目である 8.9 μm/s のほうが，より強く発現した（図 2）．

的とした．実験には，マイクロ流体デバイスを用い，マウス由来のグリオーマ幹細胞に生体内を模擬した間質流を負荷させることによって，グリオーマ幹細胞の間質流の大きさによる挙動の違いを調査した．
２．実験方法２．１ マイクロ流体デバイス
細胞の足場となるゲルを挟んで 2 本の流路を有する

図 2 各流速による MMP-9 の発現（赤）マイクロ流体デバイスを作製した（図１）．この 2 本の流青:細胞核路で圧力差を生じさせるために，チューブを立て，

４．考察

5~20 mm の液面差を負荷することによって 4 種類の（Scale bar: 300 μm）

本研究では，間質流を大きくすることにより，浸潤最大きさの間質流を再現した．

大到達距離も大きくなった．従来研究では，間質流によって細胞内に張力と圧縮力がかかり，それにより，突起が形成されると報告されていることから，流速の上昇により，細胞内の張力，圧縮力の大きさに何らかの変化が起こり，浸潤しているのではないかと考えられる．また，ヒトの繊維輪細胞に大きさの異なる流速を負荷したところ，流速を上昇させるにつれて MMP の発現量が上昇するといった結果が報告されていることから，グリオーマに関しても，同様の現象が起きているのではないかと考えられる．しかし，このメカニズムに

図 1 マイクロ流体デバイスと培養方法

ついてはまだ不明確な部分が多いことから，今後，調２．２ 間質流実験

査していく必要がある．

まず，分化誘導細胞に，細胞播種側から流れをかけ

５．結言

る forward flow（図１）を流速 0.58, 0.63, 1.3 µm/s の 3

間質流の大きさにより，分化誘導細胞は異なる挙動

条件で負荷させ，通常組織付近の 3 種類の流速を比を示した．通常組織付近の流速を負荷した条件では，較した．次に，腫瘍環境を模擬した流速の 8.9 µm/s の流れを速くするにつれて，浸潤最大到達距離が上昇

流速を負荷した条件で培養した．最後に，通常組織し，腫瘍組織付近の流速を負荷した条件では，付近と腫瘍周辺の流速を比較することによって間質

control の条件と比べて，ゲルを多く溶かすことがわか

流の大きさによる細胞の挙動の違いを調査した．

った．

- 32 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（57）

アミロイド性集合体を防止するペプチドの分子設計とその抑制評価○柴立郁美＊，植田知美＊，橋本慎二＊，森井尚之＊＊，佐伯政俊＊＊

山陽小野田市立山口東京理科大学大学院 工学研究科［〒756-0884 山口県山陽小野田市大学通 1-1-1］＊＊

産総研
だと考えられる。一方、親水性残基 Asn に着目したペ

１．緒言
いわゆる狂牛病などに代表されるプリオン病
リオンタンパク質る。以前、我々

異常型へ

プチドについて、全て、プが低下し、全て

分子内βシート構造形成を伴うアミた。そこで部分的に Asn

組 VNITI(180-184)と、

ストランド

VTTTT(189-193)が、アミロイド

Asn を Gln に変異すると(NQ)、蛍光

強度が増大したままになり、全く凝集抑制ができなっロイド化が可能な領域を効率的にスクリーニングすることにより、特定Asn を Arg に変異すると(NR)、

蛍光強度が増大したまま 傾向が見られ凝集抑制能

構造変化が原因であ2 番目と 13 番目を Arg に

中核部分 クロスβ

変異したところ(N2-13R)、BPAP と同様に蛍光強度が構 造 と な る 核 領 域 (CRAP) を 特 定 し た １ ） 。 そ こ で 、低下し、凝集を抑制した。一方、4 番目と 11 番目をCRAP

Arg に変異すると(N4-11R)、蛍光強度が増大したまま

アミロイド化を防止するために、CRAP

アミノ酸配列を基に、アミロイド形成に深く関わっている列

傾向が見られ、凝集抑制能が低下した。

状アミノ酸残基を親水性残基に置換した

また、動的光散乱法で 、線維形成を抑制したペプペプチド(BPAP)を CRAP に添加したところ、アミロイド

チド モノマーと集合体に相当する粒径が見られた。

形成 抑制に成功した。しかし、BPAP

一方、凝集を抑制しなかったペプチドで 集合体に疎水性

抑制 メカニズム
BPAP

線維形成

不明である。そこで、本研究で、相当する粒径 みであった。

アミノ酸配列から変異体ペプチドを合成し、それら アミロイド線維 抑制効果を検証した。

４．考察

２．実験方法

I5L をそれぞれ CRAP へ添加した結果から、疎水性

疎水性残基に着目した BPAP3-12, VIIVL, I3L,
CRAP を認識する疎水性残残基 、Val と Ile が重要であると考えられる。また、親基部分と、凝集核を阻害する親水性残基（Asn）部分

水性残基に着目したペプチドで 、2 番目と 13 番目を有する特徴がある。BPAPを Arg に変異した N2-13R

抑制ペプチド BPAP

配列

中で凝集核を、設計ペプチド 二次構

認識する疎水性残基（Val と Ile） 重要性を評価する

造 βシート性で、Asn から Arg に変異しても抑制さ

Leu 変異体（VIIVL, I3L,

れるが、4 番目と 11 番目を Arg に変異すると凝集抑ために、別 疎水性残基

I5L）及び、短縮型ペプチド（BPAP3-12）を設計した。
また、BPAP

制ができなかったことから、アミロイド線維 抑制に
4 番目と 11 番目が重要であると考える。

配列 中で凝集を阻害する Asn に着目し、側鎖 長さを長くした Gln 変異体、荷電性残また、動的光散乱測定から、アミロイド線維抑制が基による評価をした Arg 変異体を設計した。設計したできた BPAP, N2-13Rペプチドを Fmoc 固相合成法により合成し、HPLC でが相互作用しダイマー以上になり凝集を防止している、設計したペプチドと CRAP

精製を行った。ペプチド自身で凝集性がなかったもと考えられる。

を CRAP に添加し、凝集抑制 有無を評価した。また、
５．結言設計したペプチドがβシート性で 凝集抑制している

アミロイド線維 抑制 ために 、BPAP

かを評価するために円偏光二色性スペクトル測定、残基

散乱測定を行った。

と 11 番目

３．実験結果1）

疎水性残基に着目した BPAP3-12, VIIVL, I3L,
I5L を CRAP に添加すると、蛍光強度が増大したまま傾向が見られたため、凝集抑制能が低下した。従って、抑制に、BPAP と同様

疎水性残基が重要- 33 -

疎水性

Val と Ile が重要であり、親水性残基 、4 番目

溶液中 線維形成 有無を評価するために、動的光

Asn が重要であると推定される。

文献
Saiki, M., Hidaka, Y., Nara, M., and Morii H.:
Stem-Forming Regions That Are Essential for the
Amyloidogenesis of Prion Proteins. Biochemistry,
51, 1566–1576, 2012.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

DNA #%! #  #

（58）

"$

Á@e 1ď&À 2ď
fa 2ď^?\ f 2ď$0} 2, 3ďA 3,4ďA_ 5
1

ip1717½ 

B7 234

B7=XĐÄ289-1292 2AF+C¸ 4-1-1đ

ip17 7µ y7ďip17 ăðñĉċýÿ»öĊøČ

ip17 7µ )76"7
5

ip17 B7µ "7'&ÖØÏê¥]ÞwI¶í>S|Þ¶ÚÎØvqÝ¡ÍëêroÝ'ÝDÎØÆê*ÙsIÉ¼ÂÒÞvqÞv¬ÉV×÷ĈČZ!" Ú!àëê¿F

x7ÜĀĆą

7QnÝçé§äêæÞÉâÚîÛÙÅêÃ%Â
Æê Optical Beam Deflection n( OBD n)æÒÞÇÕÞ×ÙÅêÃOBD nÙßsI¶Ý<ÎØÝÜêçÇÝÂ¥]Ý LASER í±ÐÌÚÙÂ>SČøÝMÆÂ3xÅêÆß5xÜWêÆí(ÐÃÐÜìÕÂS" > 0ÙÅëàÂv¬ß5xÜWê|¶ÉÅêÓåÝ LASER ßwI¶Þ1ÊÍÝÆíÎÂS" < 0ÙÅëà3xÜWêÆí¢Ñ

MÆÂ>cÐêÃÎÓÉÖØÂLASER õĂúüÞ

êÃÌÞçÇÜ¼ÝsIÉ'ÝDÎØÆê

Þ.

čsI¶ÉÅêĎÙ¢èëêv¬6Þ3xċ5ÚÉÙÊêÃ

xÜ­°³í Ludwig - Soret jč

 L-S jĎÚ!áÂÒëÝçéÏêv¬ÞohßÞJÞ1ÊÍÈèÂv¬Þ÷ĈČZít8ÐêÌóĊāćßÂλ − DNAÞ¹º 100 bpÂGC30%ÝÜ
êçÇÜPí´TÝ-EÍÑÓæÞíÎÓÃ' = −*+ ,-./ − *+ ./,+ .1,+ !" ,-2Ù¡Íëê[1]ÃÌÌÙÂ*+ ßvq:IÂ,ßUY)&¡ÙßÂ9¾Þt8ûČøíÆØ DNA Þ3

ZÂ./ ßv¬ÞwIÂ./,+ ßv¬Þ®äwIÂ./,+ßv4Þ®äwIÂ!3 ß÷ĈČZÂ2ß<sxċ5x­°³Ý×ÆØ©¨ÐêÃIÙÅêÃ
L-S jßÂroÝb²Ýäèëê~ªÙÅêÈèÂv¬É DNA Þ*
DNA ÞÆË×ÈÞt8Ùæ£tÍëê[2]Ã

ßÅêÉÂ6·ÙÞä;ÉìëØêÃóĊāćÚÎØÂDNA íRÇ*,)¶Þz8Þµ

1Ď

Â

2Ď

í´TÝ-EÐëàÂï

ûþĊč AĎÂùĄĊč TĎÂòïĄĊč

 GĎÂ

ôüôĊč

 CĎÞOlí.ÍÑÓt8ÉÙÊêÃ

3Ď

Berend-Jan de Gans, Rio Kita, Simone Wiegand,and Jutta Luettmer-Strathmann: Unusual thermal
diffusion in polymer solutions, Phys. Rev. Lett.
91, 245501, 2003.

4Ď

K. Eguchi, D. Niether, S. Wiegand, and R. Kita:
Thermophoresis of cyclic oligosaccharides in polar solvent, Eur. Phys. J. E., 39, 86, 2016.

ãÓÂL-S ÞÞÙ3xÜ­°ÚÆÇÞßÂÆ
ãÔÝÒÞ¦ÜkHÉ`èÈÝÍëØÆÜÆÃÎÈ
ÎÂ0ËßmvqÙ£tÍë[3]ÂãÓ¯GÙßv¬6ÞV×m

óðüZÝçÖØ[ÍëêNÉ#ÍëÓ[4]ÃgÙßÂDNA íÆêÌÚÙÂsI¶ÙÞ5xċ3x­°³ÞkHÞ¤`Ý«{ÐêÌÚíÚÐêÃ(&

L-S jÞÙßÂdæÜ¼ÜsIDÙÅêLÜsI¶í/µxuÝçé¥]ÝKÝLOÍÑÂìëêÃÌÞ¾ÝÂL-S jÝç- 34 -


Y. Kishikawa, S. Wiegand, and R. Kita: Temperature dependence of Soret coefficient in aqueousand nonaqueous solution of pullulan, Biomacromolecules, 11, 740, 2010.
S. Duhr and D. Braun: Why molecules movealong a temperature gradient, PNAS, 103, 19678,
2006.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（59）

海綿骨内における浸透率測定＊○伊藤誠 ，Simon Tupin＊＊，安西眸＊＊＊，鈴木杏奈＊＊，太田信＊＊＊

東北大学 工学研究科 ファインメカニクス専攻［〒980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 6-6-04］＊＊

東北大学 流体科学研究所＊＊＊

東北大学 学際科学フロンティア研究所
Darcy-Forchheimer 則に基づいて算出した浸透率１．緒言
海綿骨には造血幹細胞を多く含む骨髄液が存在

は，海綿骨モデルの留置方向によって異なる値を示する．骨髄液はドナーの腸骨に針を穿刺，そして吸引し，すべてのモデルにおいて，Z 軸方向における浸透することで採取する．しかしながら，この手法の高侵襲率が最も高くなった．また，海綿骨モデルを抽出する性ゆえ，ドナーへの肉体的・精神的負担の大きさが問場所によって，浸透率は異なる値を示した．

題となっている．骨髄液流れの解明は，造血幹細胞の採取効率向上に寄与すると考えられている．先行

４．考察

研究 1)では，大腿骨内の海綿骨における浸透率の異実験結果より，ブタ腸骨の海綿骨は異方性を持ち，方性が示されている．そのため，穿刺が行われる腸骨

また抽出場所によって異方性の度合いに違いが生じにおいても，海綿骨の異方性が骨髄液流れに影響をることが示された．これは，海綿骨のねじれや空隙率

与える可能性がある．そこで本研究では，腸骨内の海が浸透率の差を生じさせると考えられる．今後はモデ

綿骨における浸透率を測定し，異方性を調べたので

ルの数を増やし，より詳細に海綿骨の異方性の評価

ここに報告する．

を行う予定である．

２．実験方法５．結言マイクロ CT（scanXmate-D180RSS270，コムスキャン

灌流試験を行うための流路を構築し，ブタ腸骨内テクノ）撮影によって 3 次元再構築されたブタ腸骨内の海綿骨を 3D プリンタによって再構築して浸透率をから 3 箇所を選択し，立方体状に切り出したものを，測定した．また，海綿骨内の浸透率は，抽出場所と灌

海綿骨モデルの形状データとした．この形状データに

流方向によって変化することが分かった．

対し，3D プリンタ（agilista 3100，Keyence）を用いて立体造形を行った．この際，3D プリンタの解像度を考慮

謝辞
本研究は ImPACT プログラムの助成の下で行われし，3 倍に拡大したモデルの造形を行った．
次に，海綿骨モデル内の流速と圧力損失の関係をた．3D プリンタによる造形は東北大学 芳賀研究室の求める灌流試験を行うため，図 1 に示すような流路を協力の下行われた．

構築した．図 1 中 Test Section 部では，海綿骨モデルを挿入出来、モデルの留置方向を容易に変えること1）が出来る．異方性を調べるため，灌流試験を各モデ
ルの XYZ 方向それぞれに対して行った．各サンプルの浸透率は，以下に示す Darcy-Forchheimer 則に基文献
Sean S. Kohles and Julie B. Roberts: Direct perfusion measurements of cancellous bone anisotropic permeability. Journal of Biomechanics, 34,
1197-1202, 2001.

づき，灌流試験結果を用いて算出した．



'P
'L

P
K

v

c Uv
f

2

（1）

K

ここで，ΔP は圧力損失，ΔL は海綿骨モデルの厚み，
μ は粘性係数，K は浸透率，v は流速，ρ は密度を示している．式(1)の右辺第二項は慣性効果を示す項であり，比例係数 Cf は Forchheimer 係数と呼ばれる．
Fig. 1

３．実験結果- 35 -

Perfusion flow-path日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第１会場
ランチョンセミナー- 36 -（60）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（61）

༸ᩱ⌮
⏣ ຬ
Ꮫᅬ኱Ꮫ

069-8501 ໭ᾏ Ụูᕷᩥிྎ ⏫ 582

೺ᗣᏛ

⥴ゝ
༸

ᩱ⌮

༸
୍᪉
ⅆ ຍ⇕

⌧ᅾ ㇏
ㄪ⌮ἲ ⡆༢༸ ⤡෌⌧ᛶ ㄪ⌮౛ ༸ ຍ⇕

㔜せ ᙺ๭ ᯝ

㝿

㣗⏕ά ⪃

᫂
ᙉ
⅗

ᮏㅮ₇
໬

ไ㝈 ྲྀ ཤ
[ຍ⇕
஧
⊂❧
⪃
▱
஦ᐇ ぢ

༸ ຍ⇕
᭱㏆ ◊✲ᡂᯝ ⤂௓

≉ᛶኚ

༸
᭱㏆
⤒㦂ⓗ ⾜
ㄪ⌮ ≀⌮໬
Ꮫⓗ ㄝ᫂❧ሙMolecular GastronomyᏛၥ㡿ᇦ ᙧᡂ⯆࿡῝ ◊✲
1)

ሗ࿌C. Vega῝ ◊✲ ሗ࿌
ᛶ
ᙼ
ẁ㝵

༸

ศ㔝

༸
2)

༸ ┠⋢↝
Ỵᐃ
╔┠Ⅼ

ᮅ㣗 ౪
༸

ᙼ

C. Vega
༸
่⃭
ᡃ
ᩘᖺ㐍
ྵ
(OA)

୍ே
⯆࿡
༸ᩱ⌮

㒊ศ
᏶඲

≉
໬

⢓ᗘኚ໬ ╔┠

60 ྎ ྛ ᗘ ಖᣢⓎᒎ ヲ⣽ ㄪ
⤖ᯝ ༸
ぢ
⢓ᗘ
☜ ㄝ᫂
༸ⓑ

୍ᐃ ᪼ ㏿ᗘ ྛ✀᫬㛫Ⓨᒎ 㛵

᫬㛫ฎ⌮
༸ⓑ
ᡃ
タᐃ
ၥ㢟

ᡂ

༸ᩱ⌮ ሙྜᩘศᩘ༑ⅆຍῶຍ⇕ ᗘ ╔┠≉ᛶኚ໬ ⪃

ᗘ] [ຍ⇕᫬㛫]ᐃᐃ⾲ㄪ⌮Ꮫⓗ ほⅬ
ⅆຍῶ
㔜せ
᫂
ㄪ⌮
⾜Ⅽ

ศ
⪃
༸

ὀព せ

ሗ
༸ⓑ⇕ኚᛶ
ᙧᡂ
OA ሗ࿌

༸ᩱ⌮

[time]×[temperature]᫂㛵༸ⓑ༸ⓑ ᩘ✀㢮
㉁

ᡃ

୰
OT
ຍ⇕

୍ᐃ

༸ⓑ

63
45
༸ⓑ ぢ

ᗘ

ᗘ
⠊ᅖ ୍ᐃ

ኚᛶ ᗘ

ᗘ ಖ

⢓ᗘ

ぢ
⢓ᗘ
ᗘ ቃ ⢓
㌿᥮
ప
65
⢓ᗘ

ືⓗᙎᛶ⋡ ᫬㛫Ⓨᒎ ヲ⣽ ㄪ
OT ኚᛶ ᗘ63 ௜㏆༸ⓑ ⢓ᗘຍ⇕㛤ጞᚋ┤
ୖ᪼60 ᮍ‶ᗘ༑ศ ᫬㛫ฎ⌮ୖ᪼ ᘬ ⥆ ᙎᛶ⋡

ぢ

⢓ᗘ
ほᐹ

ୖ᪼

㉁ศᏊ ❧యᵓ㐀ᰂᵓ㐀⇕ኚᛶ ᗘ⮫⏺ ᗘᮍ‶㏆ഐᗘᵓ㐀 ⇕㐠ື
ᦂ୍᫬ⓗun-folded ≧ែ 㝗 ☜❧ 㧗༑ศ 㛗 ᫬㛫ほᐹ᫬ⓗun-folded ≧ែ㔞 ᫂1- 37 -

㏿ᗘ

OT

Ⅼ

᫬㛫
≉ᛶ

໬

໬

༸ⓑ

఍ྜ

୍㐃 ◊✲
㛵
◊✲
㉁

᪼

᝟

㉁
OT
⇕ኚᛶ ᗘᮍ‶ ༑ศኚ໬ㄪᗘ ୖ᪼ ඹ పୗ
ᗘୖ᪼ ㌿
ほᐹ

༸
⢓ᗘኚ໬

OA

⇕ศᯒ ศගᏛⓗ◊✲
80
OT
63

⤯ጁ ༙⇍༸⇍⦎ ᚲせ≉ᛶኚ໬ ୍➽

⦖
ຌ

㛵㐃
⇕ኚᛶ ᗘ

2

ᡂ㛗
໬ ほᐹ

ண᝿
୍

㉁ศᏊྠኈ
ぢ

⢓ᗘ

ୖ᪼

⪃

ᩥ⊩
This, H.: Molecular Gastronomy, a Scientific
Look at Cooking. Accounts of Chemical Resarch,
42, 575-583, 2009.
Vega, C., and R. Mercade-Prieto: Culinary Biophysics; On the Nature of the 6X°C Egg. Food
Biophysics 6, 152-159, 2011

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第１会場
SY
創⽴ 40 周年記念シンポジウム- 38 -（62）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（63）"%& (  !#($'Ò{^UT(­CG.Îxsŏù701-0192 zWS 577Ő*)

äĔãÇhĀÿĠŋ6ĔĔ*ĕĔÓĹĥĩńĩŅįŇG

ĕ"¯ō0 0YģÙýċ

Ā×¤CāûĐ¬Ā|ĈċmÃďŊ

aěĀŊąĔèēĹĥĩńĩŅįŇĔH²5ďúĠ(¢(¢ĒđĐĔÝwģ/ĚĎ(¢mÃėĔĔÓēNĉĠ»ý~ĕCāĂA'ĈĎûĠŋ

ĀCāĂ`ćġĠěĔĐgĢġĠŋ

ĉĒĢČŊbĔN¡¢¤(¢ÿĞŊêŊæYēĢċğd4äĔ(VGĐĹĥĩńĩ

ÆŊÆ(¢ėŊŅįŇĔ@í<ďĔ§®ģĈŊąġĞĔmÃ¤Þ

X:¤(¢ÿĞ'Ŋ´L(¢ėŊĊĈĎi¼ēuĈĎāċĔďŊąĔZĕ¬àĔććĜÿĒ·ï+$;ėĐĺŁĴĥľĮĻķĈċŋ

ēěËġċûĐ»ýĎûĠŋ

(¢ėŊÆ(¢ÿĞ

G

Ĕ"F¼ďúğe¤qO¼ďúčċRP

DĕĹĥĩńĩŅįŇ",ď÷§®Ĕ=¨Đ,)

!#($'fĕéÝĉĠÐG3äĔ¦Ñģ¸-¤ŊBì=¨§®ÿĞĥĸĽŇĮŀņėĐ¿Ġßēĕ÷ðĔ

¤ē¸&1ĈĒĄġĖĒĞĒûŋĹĥĩńĩŅįŇĕ

UøŊ÷ĔÒøŊ÷ĴŇĦĥņĔøĒđŊëĈûélĀ

@G3ďúğŊĊĔJĕāĔĝüēúĠąĐĀÀĂ¦ĞġĎûĠŋąġĞĔélģÔýĠċ

ĐēAĢğcĠøĐÚĘĞġĎûĠŋ­GĀÞĉĠąĐ

Ěēĕ=¨§®ēþĄĠ÷¦Ĕ"ÜøÿĞ(GŊªď}ĈûmÃĀ£QĈŊmÃĔÓĀĜªėĐ·¤Ē÷Ĕ"Üøē¹ăIGĔäÁ-ÛĈŊĊġēĝčĎ}Ĉû­GĀQçĉĠĭĥīłĵ

ēĝĠ÷"Ĕ?øĀåďúĠŋ{­¥ĀvÞĈĎāċ

īĒÞQĔãÇhģG¼ĔRĀæ¤É

10 YļŅįħīķĔó°Á-í<ĥĸĽŇĮŀņ"ď©2ćġċěĔĐoMĉĠŋ

p]jļŅĬŁľôĕäĔvÞēKĈċąĔĝüĒĭĥīłĵīĒéģvÞĉĠÖĔØĐ

EĐĈĎÍćġĠŋAMED ĔĿĪĸĹĥĩŅįò

ĈĎŊ(VGĐĹĥĩńĩŅįŇĀ¾ĈĎċĐĔ§®ç£ěÞĤďûĠŋ

ÌýĝüŋēþĄĠĹĥĩńĩŅįŇēNĉĠ`ĕCāûŋ

+)



(¢mÃĀCāĂ£QĈċĔĕ 20 µa)ďúĠŋ
9rk
ĨľĥŇG

CVGâæň\ŉĒđĔĆ%#ď
ňŎ

(VG

ŉĀ£ÕĈċĔĕ

1962 YďŊyY!ē 50 0Yģ«čċŋöĒ§®
ÏîģnýĠąĔG

ĕNfĉĠċĚē§®

~[ĀtćġĎûĠŋ

ĐēA'ĉĠÏîē

³7ģeĐĈĎĔIGÿĞáĖġċ¶1500 . Ĕ fellow ÿ Ğ Ē Ġ ÷ ³ 7 (VGňAIMBEŉøĕ 20 µÿĞ8ęďēç£ćġ(¢Ĕ
?ď_¯čĎûĠ¶ 30 Ĕ(¢mÃģáĤďŊó>ğňHall of FameõMilestones of Innovationŉôģ£ÄĈĎûĠň6ŉŋ¬ěáēéĈċąĐĀúĠĀŊ
ąġĞĔłİķģÈĠĐŊ8Ĕ(¢ēĒĂĎĕĒĞĒ
ûěĔĖÿğďúĠŋĹĥĩńĩŅįŇéĔmÃěBĂ/ęġŊÂÛŊVe½ŊÂÊÅºŊVÂ±ŊĹŃŇņĪĶŇĶŃŊÂ±İĶņķŊĻŅŇ
ĭĥķĿķłŇŌıŃĲŇĳŇŊOCT ĒđmÃ¤ēě- 39 -

ñaĔ(¢ĥĸĽŇĮŀņ

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（64）

医療ニーズに基づく医療機器開発の道筋○谷下一夫＊＊

早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構［〒162-0041 東京都新宿区早稲田鶴巻町 513］

国内の医療機器開発の動きが最近著しく加速して術のシーズで具現化する課題が、最もバードルが低く、いる。2015 年に日本医療研究開発機構（AMED）が数年で製品化した事例も見受けられる。所が、革新的設立されて、医療技術開発に関する総合的な支援がな要素が増えて来るに従って、開発の機関と手間が国の機関として開始された事もその一因であろう。さら増大し、革新的なニーズとシーズのマッチングは、難に、東京都を始めとして地方自治体が、それぞれの易度が最も高い高度目標と考えられる。

地域のものづくり技術を医療分野に円滑に参入出来

このように革新的な要素が増える事によって、基盤

るように活発な支援をしている。さらに、医療機器開発

的研究のウエイトが高くなり、前臨床における研究開に成功した過去の事例の共通要件は、医療ニーズに発の重要性が高まる。即ち、in vitro, ex vivo, in vivo

即した開発であるという認識が大きく拡がっており、医の実験のウエイトが高く、医療機器承認の難易度も高療者を中心として、ものづくり企業、工学アカデミアな

くなり、少なくともクラス２以上の新規の医療機器となる。

どから構成される開発チームが構築されて、公的資金

開発の難易度が高くなるにつれて、審査の難易度もを獲得して、意欲的に開発に取り組んでいる例が目高くなるが、最終的な出口では、相当な競争力を持立っている。

つ製品として仕上がる可能性も高く、結果として医療開発された医療機器が医療現場で有用であるため産業の強化に繋がるのではと思われる。革新的な部には、医療ニーズに基づく医工連携の開発が必須で分が含まれている開発課題の場合には、正に最初かあるが、医療者を含む異分野による開発の進め方に

ら最後まで医療者とものづくり技術者との継続的持続

関しては、開発チームによって大きく異なっているの的な協働活動が必要であるが、このような異分野の専が現状である。望ましい医工連携とは以下のようであ門家同士が協働活動を行う時に大きな障壁となるのる。即ち、医療者と産学の工学者が、互いの分野の価は、情報の粘着性があるからと言われている（Hippel

値観を共有し、医療現場で有用な医療技術を創出す1994）。その結果、専門家間で、情報の真意が伝わりるための継続的持続的な協働活動である。医療者とにくくなるので、情報の粘着性を超えて革新的な開発の継続的持続的な協働活動の結果、医療現場でのを進められる道筋を見つけるためにも、密度の高い協ニーズが円滑に反映できるような開発が進行する。

働活動が必要となる。

一方、医工連携を困難にする原因は、異分野間にこのような医工連携の道筋に沿う医療機器開発がある境界（社会的境界と認知的境界）のためと言われ日本でも徐々に進み始めており、この動きがさらに加ている(Ferlie et al. 2005, Abe et al. 2016)。従って、意速する事を願いたい。さらに、スタンフォード大学のバ

図的に境界を乗り越える機会を作る、即ち出会う機会

イオデザインのプログラムが日本でも始まっており、情を作る必要がある。出会う事によって、医療現場での報の粘着性を超えるためのブレーンストーミングのトレ価値観を共有する事が可能になり、開発チームが納ーニングも始まっている。この点では、日本では、新た得する形で医療現場に即した開発課題の決定がなさ

な医工連携の仕組みが着実に形成されている。
日本バイオレオロジー学会は、異分野の専門家が、れる。開発課題の決定には、開発の進め方や出口戦略が明確になっている必要があり、様々な要因の考

至近距離で討論や情報交換を出来るという点で、情慮が必要で、実際には難しい部分であるが、優れた報の粘着性を乗り越える場である。本学会が、是非と出口戦略の基で事業化実現への計画を立てるというも新たな医工連携をリードして頂きたい。

意味でも極めて重要な部分である。医療ニーズと技文献
1） Ferlie et al. Academy of management journal,
48(1), 117-134(20052） 阿部真美ほか、赤門マネジメントレビュー(2016)
3） Von Hippel, E, Manegement Science, 40(4),429-439 (1994)

術シーズのマッチングの詳細な検討の結果として、開発課題が決定されるが、医療ニーズと技術シーズには、階層がある。ニーズには、改良改善から革新的なニーズ、シーズには、既存技術から革新的なシーズが考えられるが、改良改善のニーズに対して既存技- 40 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（65）
±O3öW
9a2595¢«%%9a5yúWuchang, Wuhan 430068 P.R. Chinaû

l



ßÈÊ5pKÐMÏ!ÛàÆ¹ö

ùø;öX]Ï·½Ü«%ðâñåôËÑöé
ãæèîñíôç¹<¼r´ÚÝÊ´Å÷¾ÝÑ$)\²«%ÐMË¾Ð¶ß!ÛÝÅw|¹htÀÊ´Ü 2õ÷ÐdU­Ë:_ÏÙÛ«%ß=.ÀÊDÚÝÜ°Y£Zß`ÁÜ×ÐË³ÈÅ÷e¹Y£ËÎ¼¥Ë³ÝÒöoquÎL#ÌÀÊÑ

1)ÏÎÜÐÆ¹ÌIÏIÈÅ÷ðâñåô

ß>À4ÖÅÒ¸ÛÐ~ÏÑ¾ÝÑ¦ÀÁ»ÜÌI´öÂäïÐS`ß4ÖÜ¾ÌÌÀÅ÷
Ð,¡zÎÍ×u?Kk6ÏÙÛ`ËºÜÐËöÐ9zqÏC}ÉÌIÞ
ÝÅ÷ÄÐµÇö-Ë×²u?Kk6ÏÙÜ
«%w|¹vàÏÎÈÅ÷«ÕoÐoqpKÌbÌÐ¤Ï¤ÁÜw|ÑhtÏÎ¿ÝÊºÅ÷MÌÐ7HËÑoqpKÆ½ËÑÎ¼ö#Ø¬ÛÎÍÐ5upKÐB©×NÏÝÜ
G¹³Ü÷21Aóx0ó§ëîôêòiÐw|Ñ¦À¼ÊÎ¸Î¸"Ð/2ÏàË´Î´¹ö®¯µ$)ó(+¦ÐÅÖÐ«¹JÐªÌÎÈÊºÅ 1õ÷«ÕoÐðâñåôÌàËö«ÕÜ¡zÐðâñåô¹vàÏw|¿ÝÊ´Ü÷








2005 ;]5Ï×¾Ð&ªÏÉ´Ê[¸ÃÊ´ÅÆ´Å¹ö*Ñ\Ðw|ÌÀÊö(Ð6Ï¶ÜcmnjÐ

Oö9ÏÙÜ.

­ög8'¸ÚÐQÀÀÏÙÜ­ö(YÐ¨fkÎÍÏÉ´ÊªTÀÅ´÷ìáâðâñåôÐ4ÐÓÌÛË³Ü Scott
Blair Ñ@Y5&

¹^ÉÉ³ÈÅðâñå

ôß´ÉÉöFq5¤Ð5Ô×P{ÀÊ´Ü÷ëîôêòY£Ï¤ÁÜs&ßRÇöVE- 41 -

2)

Nishinari, K., Takemasa, M., Brenner, T., Su,
L., Fang, Y., Hirashima, M., Yoshimura, M.,
Nitta, Y., Moritaka, H., Tomczynska-Mleko, M.,
Mleko, S., Michiwaki, Y., The food colloid principle in the design of elderly food. J. Texture
Studies, 47ö284-312, 2016.
Faber, T. J., Jaishankar, A., McKinley, G. H.,
Describ- ing the firmness, springiness and rubberiness of food gels using fractional calculus.
Part I & Part II, Food Hydrocolloids, 62, 311-324& 325-339, 2017.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第２会場
OS2
循環器系ダイナミクスと疾患- 42 -（66）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（67）

CFD を用いた破裂・未破裂脳動脈瘤の多変量解析○内山祐也＊，髙尾洋之＊＊,＊＊＊, ＊＊＊＊，鈴木貴士＊＊，藤村宗一郎＊＊，田中和俊＊，
石橋敏寛＊＊＊，守裕也＊，山本誠＊，村山雄一＊＊＊＊

東京理科大学 工学部 機械工学科［〒125-8585 東京都葛飾区新宿 6-3-1］＊＊

東京理科大学大学院 工学研究科 機械工学専攻［〒125-8585 東京都葛飾区新宿 6-3-1］＊＊＊

東京慈恵会医科大学 脳神経外科［〒105-8471 東京都港区西新橋 3-25-8］＊＊＊＊

東京慈恵会医科大学 先端医療情報技術研究講座［〒105-8471 東京都港区西新橋 3-25-8］

１．緒言

動脈瘤の状態(破裂・未破裂)と，実際の状態を比較すると，全体の 94.0 %の脳動脈瘤において，それぞ脳動脈瘤の破裂は，くも膜下出血の原因となる．脳動脈瘤の処置方法として手術と経過観察が挙げられれの状態が一致した．

るが，手術には合併症のリスク，経過観察には自然破

４．考察

裂のリスクが存在する．脳動脈瘤の破裂リスクを客観

ロジスティック回帰分析の結果より PLc および WSS的に判断し，適切な処置を行えるようにする数値的指の値が低いほど破裂しやすい傾向にあった．PLc が標を整備する必要がある．脳動脈瘤の破裂には血流低い場合，脳動脈瘤を含む領域の血管形状は，血流が関係しているとされ，数値流体力学 (CFD : Com-が流れやすい形状をしているということが出来る．そのputational Fluid Dynamics) が注目されている．そのため，その血行動態は安定した状態にあり，急激な血中で，多くの血行力学的パラメータが提案され，破圧上昇に対する耐性が低くなるため，破裂しやすくな裂・未破裂症例間での統計学的有意差が報告されてるものと考えられる(2)．一方で，WSS が低い場合は，血いるパラメータも多い．しかし，破裂・未破裂症例の分管内皮の損傷が引き起こされ，破裂しやすくなるとい

別精度は必ずしも高いとは言えない(1)．本研究では，

う報告がなされており，先行研究の結果と一致してい

CFD と統計学的な多変量解析を用いて，破裂・未破る(3)．

裂状態をより高い精度で分別できるパラメータを作成

多変量解析を用いて脳動脈瘤の破裂リスクを考慮し，脳動脈瘤の破裂リスクを評価できるか検討することすることによって，より高い精度での脳動脈瘤の破裂を目的とする．

を判断することができ，将来的には脳動脈瘤の破裂

２．解析方法

予測に適応できる可能性がある．

本研究では，CFD を用いて，ICA-Pcom 分岐部に５．結言発生した脳動脈瘤計 67 症例(破裂 7 症例, 未破裂 60

脳動脈瘤を含む脳血管における血流解析によって症例)について血流解析を実施し，血行力学的パラメ

得られた複数の血行力学的パラメータを用いて多変ータを算出する．ロジスティック回帰分析を用いて，脳量解析を行い，以下の知見を得た．

動脈瘤の破裂リスクを算出し，破裂・未破裂症例におzける比較を行う．その後，ROC 解析を用いて破裂・未多変量解析より，脳動脈瘤の破裂には PLc と WSSの両者が強く関与している可能性が示唆された．

破裂を分類する閾値を決定し，閾値を元にそれぞれzの症例を分別した際の分別精度を計算する．本研究

多変量解析を用いた結果より脳動脈瘤の破裂リス
クをより正確に評価することが可能である．

において考 慮 する血 行力 学的 パラ メー タは ， WSS(Wall Shear Stress)，OSI (Oscillatory Shear Index)，1）

EL (Energy Loss)，ELV (Energy Loss Volume)，PLc(Pressre Loss coefficient)であり，それぞれの値を多変量解析に導入する．
３．解析結果2)

ロジスティック回帰分析の結果より，脳動脈瘤の破裂リスクを算出する回帰式を作成したところ，式中には PLc と WSS が含まれていた．算出した破裂リスクの3)値は有意差を示した(P<0.01)．ROC 解析を行い，決定された破裂リスクの閾値に基づいて判断した各脳- 43 -

文献
Y., Qian, et al.: Risk Analysis of Unruptured
Aneurysms Using Computational Fluid Dynamics Technology: Preliminary Results. AJNR, 32,
1948-1955, 2011.
T., Takao et al.: Hemodynamic Differences Between Unruptured and Ruptured Intracranial Aneurysms During Observation. Stroke, 43,
1436-1439, 2012.
L., Boussel, et al.: Aneurysm Growth Occurs at
Region of Low Wall Shear Stress: Stroke, 39,2997-3002, 2008.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（68）

CFD を用いた未破裂脳動脈瘤における菲薄部予測に関する研究○田中和俊＊，髙尾洋之＊＊,＊＊＊, ＊＊＊＊，鈴木貴士＊，藤村宗一郎＊，内山祐也＊，
石橋敏寛＊＊＊，守裕也＊＊，山本誠＊＊，村山雄一＊＊＊＊

東京理科大学大学院 工学研究科 機械工学専攻［〒125-8585 東京都葛飾区新宿 6-3-1］＊＊

東京理科大学 工学部 機械工学科［〒125-8585 東京都葛飾区新宿 6-3-1］＊＊＊

東京慈恵会医科大学 脳神経外科［〒105-8461 東京都港区西新橋 3-25-8］＊＊＊＊

東京慈恵会医科大学 先端医療情報技術研究講座［〒105-8461 東京都港区西新橋 3-25-8］

１．緒言が定性的に特定され，単一のパラメータ分布と術画像

現在，脳動脈瘤の破裂メカニズムは完全に解明さの比較よりも菲薄部の特定精度が上昇した．

れていないが，一般的には瘤壁の菲薄部から破裂す

次に，divWSSmax 領域と菲薄部の一致が認められる(1)

ると考えられている ．手術中，菲薄部に対するコイル症例群と認められない症例群間で divWSS Diff.を統等の接触により破裂する症例もあるため，脳動脈瘤菲

計学的に検討した結果，P<0.01 と統計学的に極めて薄部の術前予測が可能となれば，破裂する可能性の有意であり，divWSS が菲薄部特定に有用であること

高い脳動脈瘤を判別出来るだけでなく，手術の際にが定量的に示された．

菲薄部に対する接触を避けるなど，適切で計画的な

４．考察
Category 4 の症例群は菲薄部が存在しない症例も手術の施行が期待される．
(1)

Suzuki ら による先行研究において，最大圧力多い．これらの症例群の大きな特徴として，瘤内にお(Pmax) 領域と菲薄部が一致する傾向にあると報告さける血流の平均流速が著しく低く，血流の有するエネれている(80.0%,50 症例)．本研究では，未破裂脳動

ルギーが低いことが挙げられる．菲薄部生成の原因

脈瘤における菲薄部特定の精度向上のため，菲薄部は，高いエネルギーを有した血流による瘤壁の引き伸の生成に関わる血行力学的因子のさらなる発見を目

ばしおよび衝突による圧力上昇であると考えられる．

的とする．

５．結言

２．解析方法1) 未破裂脳動脈瘤 40 症例に対して数値流体解析を

数値流体解析を用いて中大脳動脈に発生した脳実施し，divWSSmax 領域と菲薄部が一致した症例群と一動脈瘤計 40 症例について血流解析を行い，脳動脈

致しなかった症例群間で divWSS Diff.を統計学的に瘤における圧力分布画像に加え，壁面せん断応力

解析し，有意差が認められた．脳動脈瘤の.高 divWSS（WSS）の湧き出し吸い込み量である壁面せん断応力

Diff.領域に菲薄部を認める可能性が高い．

の発散（divWSS)分布画像を開頭手術中に撮影され

2)

高エネルギーを有する血流の，瘤壁への衝突にた 脳 動 脈 瘤 画 像 と 比 較 し た ． 次 に 最 大 divWSS

伴う圧力上昇および瘤壁の引き伸ばしが脳動脈瘤菲

（divWSSmax)領域が菲薄部と一致した症例群としなか薄部の生成因子であることが示唆された．

った症例群間で，式(1)に示す無次元量 divWSS Diff

文献1 ） Suzuki, T. et al.: Determining the Presence ofThin-walled Regions at High-Pressure Areas in
Unruptured
Cerebral
Aneurysms
byUsing
Computational Fluid Dynamics. Neurosurgery,79,589-595, 2016.

を統計学的に比較した．divWSS Diff.は，脳動脈瘤壁
上の divWSS max と瘤壁全領域の divWSS の平均値との差を，検査領域の入口母血管における divWSS の平均値で除した値である．
𝑑𝑖𝑣𝑊𝑆𝑆 𝐷𝑖𝑓𝑓. =𝑑𝑖𝑣𝑊𝑆𝑆𝑚𝑎𝑥 −𝑑𝑖𝑣𝑊𝑆𝑆𝑎𝑣𝑒
𝑑𝑖𝑣𝑊𝑆𝑆𝑎𝑣𝑒 𝐼𝑛𝑙𝑒𝑡 𝑠𝑖𝑑𝑒

(1)

Table. 1 Comparison Chart(○，Correspondence；-，Non- correspondence)
divWSSmax
Pmax
Number of

３．結果
菲薄部と，divWSS max，Pmax が示す領域が一致した

cases

場合を○として，両パラメータと菲薄部の一致・不一致の結果を Category 1～4 に分類し，表 1 に示す．
divWSS 分布と圧力分布双方を考慮することで全 40 症
例中，Category 1~3 の合計 32 症例(80.0%)の菲薄部

- 44 -

Category 1○○

29/40 (72.5%)

Category 2
Category 3○-

2/40 (5.0%)-○

1/40 (2.5%)

Category 4--

8/40 (20.0%)

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（69）

粥腫の生じたヒト頸動脈内膜に対する薄切試験片の伸展試験○山田 宏＊，坂田 則行＊＊，井上 亨＊＊＊

九州工業大学大学院生命体工学研究科生体機能応用工学専攻［〒808-0196 北九州市若松区ひびきの 2-4］＊＊

福岡大学医学部

１．緒言
頸動脈分岐部は粥状動脈硬化病変の好発部位であり，粥腫の破裂は脳梗塞などの重篤な疾患に繋がり，症状に応じて内膜剥離術などの治療が施される．
内膜は加齢や粥腫の発達に伴って肥厚するのに対し，脂質コアと血管内腔を仕切る線維性被膜の破断は被膜が十分薄い場合に生じる．粥腫破裂の機序にFig. 1 Hematoxylin and eosin stained section of the inti-

関し，実験や数値解析を通して力学的観点から調べ

mal specimen of type Va1. Bar: 500 Pm.

られているが，いまだ十分には解明されていない．
著者らはこれまで頸動脈壁から内膜を分離して伸展挙動を調べてきた 1)．最近では，ミクロトームで薄切し，伸展挙動と組織の関係を調べた 2)．この場合，組織の局所的な特徴が薄切片の変形挙動に現れやすい．
本研究では，薄切片を用いた伸展試験において，
アメリカ心臓協会に従った動脈硬化病変部の組織学的分類 3)で Va 型（線維性の粥腫）に属す場合に着目し，I 型（び慢性内膜肥厚）の結果と比較し検討した．
Fig. 2 Examples of stress-strain relationships for

２．方法 2)

specimens identified as types I and Va1.

剖検あるいは内膜剥離術で摘出した頸動脈標本を
温度-40℃の冷凍庫で保存した．伸展試験の際には，
４．考察

標本を自然融解し，中・外膜を剥がして取り除き，
O.C.T.コンパウンドで包埋してミクロトームを用いて伸Va1 型の応力－ひずみ曲線における応力の急激展用と組織観察用にそれぞれ厚さ 50 Pm と 6 Pm に数

な減少は部分的な損傷が試験片に蓄えられた弾性エ

枚分薄切した．

ネルギを解放したものと考えられる．また，I 型では途伸展試験のため，薄切片は幅 2 mm のフィルム２枚

中での応力の低下はほとんど生じなかった．
５．結言の端部に瞬間接着剤で取り付け，生理食塩水で満たされた水槽中で容量 100 mN のロードセルにつなげて粥腫の生じた頸動脈内膜では伸展に伴って損傷一定速度 0.08 mm/s で伸展した．試験片の伸展量はが容易に生じた．これは正常の場合と大きく異なる．

ロードセルの移動量を可視光レーザ変位計で測定し謝辞て得た．また，内膜組織はヘマトキシリン－エオシン

本研究の一部は JSPS 科研費 26420018 の助成によるものである．ここに謝意を表す．

染色してから光学顕微鏡観察を行い，動脈硬化の進行度に関する分類を行った

3)．なお，本研究は福岡
1）

大学病院倫理審査委員会の承認を得て行った．
３．結果
内膜剥離術で摘出した頸動脈標本のうち，黄色プ
ラークが視認される Va1 型（１：粥腫が主．標本の一部2）を示す図 1 で中央を縦走）と非病変部の I 型の試験片の応力－ひずみ曲線の一例を図 2 に示す．Va1 型の試験片では伸展途中で応力の急激な低下が複数回3）あったのに対し，I 型では破断まで応力が上昇した．

- 45 -

文献
山田宏，坂田則行，森田康之，中島豊：頸動脈と大動脈の動脈硬化病変部線維性被膜の伸展性の比較評価，日本機械学会九州支部第 67 期
総会・講演会講演論文集，2 pages, 2014.
山田宏，坂田則行，井上亨：ヒト頸動脈の薄片
試験片の引張り変形特性と組織学的特性との関係の評価，日本機械学会第 29 回バイオエンジ
ニアリング講演会講演論文集，2 pages, 2017.
Stary, H.C., et al.: Arteriosclerosis, Thrombosis,
and Vascular Biology, 15, 1512–1531, 1995.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（70）

電気回路モデルを利用した血圧反射波同定法の一試案○岡村法宜＊＊

愛媛県立医療技術大学 臨床検査学科［〒791-2101 愛媛県伊予郡砥部町高尾田 543］
３．実験結果１．緒言
中枢側の血圧波形は，末梢で発生した血圧反射波

大学生の頸動脈血圧波形と電気回路シミュレーシが重畳することで修飾される。圧波の進行速度は動ョンによる血圧波形および分離した反射波の一例を脈硬化によって速くなる。したがって，圧波形から反図 2 に示した。大学生 3 名の反射波潜時は 0.25±

射波成分を分離同定することで，動脈硬化の指標とし0.01 s，48 才男性の反射波潜時が 0.20 s だった。また，て利用できることが期待される。現在，血圧反射波を

反射波の振幅は，大学生 3 名では駆出波の 9.6±

利用した動脈硬化の指標として， .増大係数

1.3 %だったが，48 才男性では駆出波の 24 %だった。

（Augmentation Index，以下 AI）がある 1) 。しかし，AI

160

は反射波を特定しているものではない。今回，心拍のmeasured value
electric circuitreflected wave

[ m m H g]

ような低周波で反射波を無視できる 2)回路シミュレー
タによる血圧波形と被験者より測定した脈波波形を比b lo o d pr e ssu r e

較して，反射波を抽出する方法について検討した。
２．実験方法
健常男子大学生 3 名と 48 才男性 1 名を被験者とした。仰臥位で左上腕より血圧を測定し，パルスドプ

80

0.2 s

ラ法で左室流出路血流を測定した。次に空気伝導型
0脈波トランスデューサを用いて左総頸動脈の圧脈波を測定した。測定した頸動脈波の立ち上がり点に最図 2．健常大学生の頸動脈血圧波形解析例

低血圧を，頂点に最高血圧を当てはめた波形を総頸４．考察

動脈血圧波形とした。左室流出路径に左室流出路血流を乗じて心拍血流波形を得た。大動脈のコンプライ

本法によって，頸動脈血圧波形から反射波が分離

アンス(CA)，総末梢抵抗(Rp)の 2 要素からなる電気回され，健常大学生より中年男性で頭頸部の動脈の粘路モデルに心拍血流波形(F)を電流源として適用し，性抵抗の増大と動脈コンプライアンスの低下を反映し最高血圧，最低血圧が測定した血圧値となるように回た結果が得られた。一方で，反射波と区別が付かな

路のパラメータを調整して得られた血圧波形(P)を反い複数の成分が検出された例も有り，それらの中から射波が存在しない血圧波形とした(図 1)。この血圧波

真の反射波を同定する方法を検討する必要がある。

形に様々なタイミングで大きさの異なる反射波を重畳

５．結言させ，総頸動脈血圧波形と最も近似する波形が得ら

電気回路シミュレータを用いた頸動脈波の反射波れるケースを求めた。このときの反射波の振幅と潜時解析法の一試案について検討した結果，頭頸部の動を大学生 3 名と 48 才男性で比較した。
P

脈硬化を評価できる可能性が示唆された。

Rp

1）

CA

2）

F
図１．二要素の Windkessel model- 46 -

文献
Wilkinson, I. B., Prasad, K., Hall, IR., Thomas,
A., MacCallum, H., Webb, D. J., Frenneaux, M.
P., Cockcroft, J. R.: Increased central pulsepressure and augmentation index in subjects withhypercholesterolemia. J Am Coll Cardiol. 39,
1005-1011, 2002.
本山英器：電気回路の過渡現象を考える．電学誌，125，300-303，2005．

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 47 -（71）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 27 ⽇（⼟）
第３会場
OS4細胞・分⼦のメカノバイオロジー- 48 -（72）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（73）

冠循環の血流特性による心臓弾性蛋白質コネクチンの短縮○花島章＊，橋本謙＊，氏原嘉洋＊，本田威＊，児玉彩＊，呼元知子＊，杉野充希＊，毛利聡＊＊

川崎医科大学 医学部 生理学 1 教室 ［〒701-0192 岡山県倉敷市松島 577］

１．緒言

鳥類で

脊椎動物 心臓 、冠循環と呼ばれる血管ネットワ

スプライシングによりスキップされることで

PEVK 領域（弾性に最も寄与する領域）が短縮されてークにより心筋組織に酸素が供給される心臓（冠循環おり、哺乳類で心臓）と、血管を持たず心室腔からスポンジ状 心筋

PEVK 領域が短縮されていることが明らかとなった。

ゲノム上から消失していることで組織に直接酸素が供給される心臓（類洞循環心臓）に大別される。冠循環 存在 心筋組織が緻密に配置された強力な血液ポンプ機能により大量

酸素や

４．考察
哺乳類・鳥類におけるコネクチン 短縮 、冠循環

栄養を供給可能とするため、特にエネルギー消費登場により心筋細胞

伸展抑制という新たな制約

大きな哺乳類・鳥類 共通して冠循環心臓である。ま

に適応した結果であると考えられる。また、哺乳類と鳥

た、冠循環心臓 収縮期に 心臓自身による冠血管

類 約 2.5 億年前（P-T 境界）に酸素濃度が急 に低圧迫で血流が途絶し、圧力 緩んだ拡張期に み下した後同時期に出現しているも、環境に適血液が流れるという制約を受けており、拡張期 過度

応した収斂進化によって別々な心室伸展でも血流障害が起きると考えられる。

短縮し冠循環心臓となったことが考えられた。

方法でコネクチンをこ 冠循環心臓 出現時期と出現理由について 、軟組織である心臓が化石として残らないため、現生動物

遺伝情報から推定して解明を進める必要がある。

本研究で 冠循環 有無を反映する機能として心室機械特性に焦点を当て、特に心筋 伸展性を規定している弾性蛋白質コネクチン（タイチン）に着目した。
コネクチン（文献 1） 心筋細胞サルコメア

Z 線から

M 線 ま で を 1 分 子 で 繋ぐ生 体 内 最 大

蛋白質

５．結言
本研究により、冠循環心臓で

コネクチン

弾性

領域 長さが類洞循環心臓と比べて短縮していることが明らかとなった。冠循環

出現時期を明らかにし、拡張機能障害 出現解明にも繋げたい。
謝辞（3-4MDa）であり、I 帯 弾性領域が心臓 拡張期に

本研究

JSPS 科研費 JP16K01385, JP26702014,

受動的張力を発生させる（文献 2）。そこで、類洞循環

JP26282127 及び川崎医科大学プロジェクト研究費

心臓 コネクチン I 帯弾性領域 構造を明らかにし、助成を受けて実施した。動物実験に当たって、川崎

冠循環心臓 コネクチン I 帯弾性領域 構造と比較

医科大学動物実験委員会 承認を受けて行った。

することで、冠循環 存在によるコネクチン弾性領域
変化や冠循環 出現時期 推定を行った。
２．実験方法両生類カエル（類洞循環）、爬虫類カメ（主に類洞循環）、爬虫類ワニ（冠循環）、鳥類ニワトリ（冠循環）
ゲノム情報を基にコネクチン

遺伝子構造を推定（文献 3）し、心室で発現しているコネクチン

I 帯弾

性領域 配列を RT-PCR にて決定（文献 4）した。また
哺乳類ヒト（冠循環）コネクチン 配列と比較した。
３．実験結果冠循環を持つ哺乳類・鳥類 心臓 冠循環 無い
両生類・爬虫類

心臓と比べ非常に伸展しにくい性質を有しており、コネクチン I 帯弾性領域が著明に短縮していた。また、両生類で見られる巨大エクソンが、- 49 -

文献
1） Maruyama, K. Natori, R. and Nonomura, Y. New
elastic protein from muscle. Nature, 262, 58–60,
1976.
2） Labeit, S. and Kolmerer, B. Titins: giant proteinsin charge of muscle ultrastructure and elasticity.
Science, 270, 293-6, 1995.
3） Hanashima, A. Ogasawara, M. Nomiya, Y. Sasaki,
T. Bao, Y. and Kimura, S. Genomic- andprotein-based approaches for connectin (titin)
identification in the ascidian Ciona intestinalis.
Methods, 56, 18-24, 2012.
4） Hanashima, A. Hashimoto, K. Ujihara, Y. Honda,
T. Yobimoto, T. Kodama, A. and Mohri, S.
Complete primary structure of the I-band region ofconnectin at which mechanical property is
modulated in zebrafish heart and skeletal muscle.
Gene, 596, 19-26, 2017.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

"(

（74）

#!'$
ĥ

ĥ

ĥ



ĥ

Wĥĥ

Ü+ E( Ħ0 Z9 Ħ8G  Ħ´x ­M Ħt
ĥ

ØÊ8=w

ēĔĘĜęĒċĠ=ÉÛ °|ēĔĘĜđĢĔĪÞ191-0065 w

ÊmÍKnä 6-6īĥĥ

/8= 8=ÓI= |=¦Ci

*)

&÷

¸¥²÷!Fó<*éòàą¸¥¨¯ù¸ÐġË&éïQ\ĈéïħkóĦ20 Pa ø

4íĉjXĈÅ¶éï¨¯óù÷Ăą4íĉjXĈùêÿôëą~Ýö=éïĀøøĦ

ÐéïQ\ĈĆøk&÷Ë&ëą~;ù½AèĆ

3÷èăèĆòâĄĦ¨¯ø°āQ\ä4öãðïħ¨¯{øË&YĈÃüïªyĀ%~÷Ħ

íĉjX÷X£éò5ëąçôäoăã÷öðò

20 Pa ø4íĉjX3óùàąħçĆýóø4íĉjX÷Bëą¨¯X&Yù¼ăĆöãðïģęĢĖeÈöéĤħ

Ćk&÷BëąË

£ĈÃüïùĦ¸¥HÉāräĄÉöõ¸¨¯ùéï4íĉjXk&÷Ë&ëøĂõþ¢äêāëà÷¤_÷:ëą±

ąçôäTvø÷Ăðò1'èĆòâĄ ĩĤ ĦsĈ®q÷éïĀøä7åĦ±÷ëąMó½AèĆï 10 Pa ýóøX£ùTvø1'ô,4íĉjXóßą 2 Pa ýóø¨¯X£ä³ëąħkóĦ20 Pa óù¨¯Ë&Yä¼ăĆ

Á¨÷ÃüăĆòàąħkóĦ8±Oïħ¨¯øQ\ù°ô@cöÒĈĀñô¬÷øÚà4íĉjX

áăĆąçôãăĦ10 Pa Nýóø4íĉjXä±4÷ëąçôäbgèĆòâĄ ĨĤĦÚí

3÷üĦ20 Pa 3óù¨¯äöą°ĈĉjX3÷Bëą¨¯øX£ä\Q]ë#°Yä¬áăĆąħ

÷Òéòàą#°YĀ¬áăĆąħéãéĦÚíĉą¨¯6.Ç¾Ì§ MMP ûøÚíĉjX

jX÷Bëą¨¯øX£÷ñàò1'ùÕ3øRÖĈÃüą>óßąħâæą¹8±óù 10 PaSĦ¸¥`P÷ÒëL÷Döàħ\Q]ĝčĚĕĜ}¿÷âàòĦö4íĉjXýóø¼ãăÚíĉjX÷Bëą¨¯X£ød>ä7å¹ćĆòàąäĦÁsøÉù=Æ»ÎøføĦ¨öÒùoóßąħ

¹ćĆïħÀéòÄ[Ĉºëħîçó^ÝùÚíĉjX÷Bëą¨¯øX£÷éï÷"Ą©ĉóàąħs1óù1Ĥ¨¯øX£bøñôéòĦÚíĉjXĈÅ¶éï¨¯Q\÷ñàòªyĈëħ
+)

2Ĥ

 
Kimura N, et al, J Thorac Cardiovasc Surg, 153,
s52-62, 2017.
Kataoka N, et al, Med Biol Eng Comp, 36, 122128, 1998.

Čē±v¸¥¨¯ģJCRB ¨¯ěĠĎĤĈ
?Ù÷àïħ 0.1 mg/mL đğĢĐĠđĢĘĊĠďĈ
léïęĊėēĞ÷héï¨¯÷Béò 2, 10 ýïù
20 Pa ø4íĉjXĈÅ¶éïħĆÅ¶pÑĈ

24 pÑôéïħíĉjXÅ¶SĦ Hoechst33342 ó¨¯{ĈzµéĦ¡-·×VÏģOlympusĤĈàò¨¯JâĂú¨¯{·Ĉ"Uéïħ,) &%)Ĩ÷UăĆïJ×VÏĈëħòøu÷âàò¨¯Ôù¼ăĆìĦ¨¯ù!FĈ«aéòàąçôäÂèĆïħ2 Pa âĂú 10 Pa ø
4íĉjXĈÅ¶éï2$Ħ¨¯ù)ĨÛ íĉjXĈÅ¶éï¨¯øJĆøk- 50 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（75）

磁気マイクロビーズを用いた内皮細胞膜の力学特性計測○玉井克志＊，松尾智史＊，大橋俊朗＊＊＊

北海道大学大学院工学院人間機械システムデザイン専攻［〒060-8628 北海道札幌市北区北 13 条西 8 丁目］＊＊

北海道大学大学院工学研究院人間機械システムデザイン部門
×10-3 Pa・s，計測点 2 で k1 = 6.5×10-5 Pa，k2 = 0.95

１．緒言

Pa，µ = 1.1×10-3 Pa・s となった．

細胞膜の力学特性を知ることは，細胞の基本的理解のためだけでなく，病態原因の解明に活用できるこ

４．考察とから多くの研究者に注目されている．細胞膜の力学

計測点 1 および 2 から得られた粘弾性係数の値は特性の評価方法には，マイクロピペット吸引法や磁気(1)マイクロビーズを用いたものがある．古くは，Evans は，概ね一致した傾向を示しており，本実験方法の有効

マイクロピペット吸引法を用いて赤血球や白血球など性が確認された．弾性要素 k1 はクリープ後の最終変の血球細胞の細胞膜の弾性率を推定した．Hu ら(2)は，位量に大きく寄与する．計測点 1 のｋ１の値が計測点 2

細胞膜に接着させた磁気マイクロビーズを外部磁場の値の 6 割程度である理由として，磁気ビーズの接着によって変位させることで細胞膜の異方性力学特性

位置の影響が考えられる．磁気ビーズは計測点 1 でを評価した．

は細胞中心寄りに接着したのに対し，計測点 2 では

血管内皮細胞は，常に血流による流れ刺激が細胞

細胞周辺部に接着した．そのため計測点 1 では細胞膜に負荷されていることから，細胞膜を介した力学情膜の変形能が高く，最終変位量が大きくなり，k1 の値報伝達機構を考える上で，細胞膜の力学特性を評価が減少したと考えられる．

することは重要である．そこで本研究では，磁気マイク
ロビーズ法を用いて，ウシ大動脈血管内皮細胞

５．結言（BAEC）の細胞膜の力学特性を評価した．

本研究では，磁気マイクロビーズを用いて内皮細胞
膜の力学特性を評価した．接着部位による粘弾性係

２．実験方法数の差異は，接着部位の局所の力学特性を反映して磁場を発生させる磁気ピンセットは，芯材に先端をいると考えられる．

円錐形に加工した高透磁率材 78 パーマロイ丸棒を用い，銅線を 235 回巻いて作製した．試料として

文献
1）

BAEC を使用した．細胞膜への磁気マイクロビーズの接着には，ビオチンーアビジン結合を用いた．培養した BAEC を洗浄し，ビオチン化小麦胚芽凝集素を添2）加し細胞表面をビオチン化した後，直径 2.8 µm ストレ
プトアビジンコート磁気マイクロビーズを加えた．
測定では，倒立顕微鏡下で細胞に接着させた磁気マイクロビーズと磁気ピンセットの先端を同一視野に入れ，1A の直流入力電流を印加し磁場を発生させた．

(a)Evans, E.A.: New membrane concept applied to theanalysis of fluid shear and micropipette-deformed red
blood cells. Biophysical Journal 13, 941-954, 1973.
Hu, S., et al.: Mechanical anisotropy of adherent cells
probed by a three-dimensional magnetic twisting device.
American Journal of Physiology-Cell Physiology,287(5), C1184-C1191, 2004.
(b)

CCD カメラを用いて，引力による磁気マイクロビーズの変位を撮影した (Fig. 1(a))．
３．実験結果
磁気マイクロビーズの外力により引き起こされた細胞膜の変形は粘弾性特性を有することが観察された．

Fig. 1 (a) Measurement points of magnetic microbeads dis-

続いて標準粘弾性モデルでフィッティングすることでplacement on a BAEC (Scale bar, 10 µm) and (b) time course of

細胞の粘弾性係数を求めた (Fig. 1(b))．粘弾性係数

change in the displacement at measurement point 2 and regres-は計測点 1 で k1 = 4.4×10-5 Pa，k2 = 0.77 Pa，µ = 0.78

sion curve fitted by a standard linear viscoelastic solid model.

- 51 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（76）

血管内皮細胞 PIP2 加水分解に及ぼすつつき刺激の影響○宮本聡＊，モハイラ ビンティ モハマドディン＊＊，荒井雅貴＊＊＊
中嶋和弘＊＊＊＊，世良俊博＊＊＊＊，工藤奨＊＊＊＊＊

九州大学 大学院システム生命科学府［〒819-0395 福岡市西区元岡 744］＊＊

九州大学 工学部機械航空工学科＊＊＊

九州大学 大学院工学府 機械工学専攻＊＊＊＊

九州大学 大学院工学研究院 機械工学部門
GFP-DAG の方が早かった．これらの結果より，つつき

１．緒言
細胞内情報伝達物質は力学刺激に応答し濃度変刺激領域において PIP2 加水分解と DAG 産生が示唆化および活性化することが知られており，細胞には力され，PKCα トランスロケーションが PIP2 と DAG によっ

学感知メカニズムが存在することが示唆されてきた．

て制御されていることが示唆された．

ガラスピペットによる局所力学刺激を細胞に与えた際，さらに，つつき刺激による Ca2+伝播発生よりも早い

Protein Kinase Cα (PKCα)が刺激領域に集合する

段階において GFP-PH の輝度上昇が見られ， PIP2

1)

2+

PKCα トランスロケーション や細胞内 Ca 濃度上昇
2)生成を伴う化学反応が生じていることが考えられた．

が報告されてきた．しかしながら，これらの細胞内情
５．結言

報伝達物質がどのような経路を介して反応しているか

BAECs に対してつつきによる局所力学刺激を与えの詳細については不明な点が多い．PKCα は DAG と2+

3)

Ca によって制御されることが知られ ，PIP2 加水分解

た際，細胞の刺激領域において PIP2 が加水分解し，とそれに伴う DAG 生成が PKCα トランスロケーション

DAG が産生されることが示唆された．また，細胞の力を制御している可能性がある．そこで本研究では，力学刺激領域において PIP2 産生経路が存在することが学刺激が血管内皮細胞内 PIP2 加水分解および DAG示唆された．

生成に及ぼす影響に関して，蛍光タンパク質を用い謝辞たライブセルイメージングにより調査した．

本研究は JSPS 科研費 16H02529 の助成を受けた
ものです．

２．実験方法ウシ大動脈由来血管内皮細胞(Bovine aortic endothelial cells: BAECs，東洋紡)に対して GFP のみの

1）

プラスミド(GFP)，PIP2 結合ドメインをもつプラスミド
GFP-C1-PLCdelta-PH (GFP-PH, Addgene)，DAG 結合ドメインをもつプラスミド GFP - C1 – PKCgamma- C1A (DAG-GFP, Addgene)を導入し，細胞内にお2）ける DAG 産生および PIP2 加水分解を輝度輝度変化
として観察できる実験系を構築した．また，同時にCa2+の伝播を観察するために Fura-2,AM cell permeant special packaging (Invitrogen)を細胞に導入した．

3）

単一細胞への局所力学刺激には，先端径約 2μｍガ
ラスマイクロピペットを使用し直径 2μm の関心領域の輝度を解析した．
３．結果および考察
内皮細胞につつきによる力学刺激を負荷すると，
Ca2+伝播と共に GFP-PH の輝度減少が見られた．また，
GFP のみと GFP-DAG は Ca2+伝播に伴い蛍光輝度回復を示した．この輝度回復は GFP のみと比較して- 52 -

文献
Arai, M., Shimada, T., Kora C., Nakashima, K.,
Sera, T., and Kudo, S.: Biphasic and directedtranslocation of protein kinase CD inside cultured
endothelial cells after mechanical wounding(Submitted)
Abu Khamidakh, A.E., Juuti-Uusitalo, K., Larsson, K, Skottman, H., and Hyttinen, H. : Intercellular Ca2+ wave propagation in human retinal
pigment epithelium cells induced by mechanicalstimulation. Exp. Eye. Res., 108, 129-139, 2013.
Irie. K., Oie, K., Nakahara, A., Yanai, Y., Ohigashi, H., Wender, A.P., Fukuda, H., Konishi, H.,
and Kikkawa U.: Molecular Basis for protein Kinase C Isozyme-Selective Binding: The Synthesis,
Folding, and Phorbol Ester of the Cysteine-Rich
Domeins of All Protein Kinase C Isozymes. J.
Am. Chem. Soc., 120, 9159-9167, 1998.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（77）

&()*/1,.0-+2"' '& $)
æ¦

ļ

Ľ%½

ÕļĽ{uWļĽØļļĽ}yÕļ

ļ

20PAF AFÝTF¢ª§ ěĜĢĮTFOm Łç464-8603 e¡20PU,©+³łļļ;¤F¢ªh Łç444-8585 e¡RSUsAMEÂ× 38ł

43# 

±íċĽ$ýbċĎč«D^íċ$āÐXĽĂ^f^gāìñč&F7CĂ_âď¥5öč¢ª±î<4ôĎüéčľõíõĽÞĉ
¹^gĀÿĞđĥĭĠėĀ^f^gÒ(îÿĂĊêĀ

ìñč\&r3ďkGýïčþ´ëùľ
3.2 

!

-ºÞtā@ÖĂ°²îÖāZïÏĆĎč

&ýä(ôĎüéčĂíăÿsċíýĀéľøòý

Ö!ýèč-/ĂµÖĺDorsal lipĻ]¢ªIýăĽFĂİģĵ(ýèčĐĩ

ď$õù±ď8 1 ā¥öľ8 1(C)āìéü«DĴĔġįĕĒĵĺXenopus laevisĻ¶ďNÌāĽÓ^ăÀ¶¿Ăr3ď3éüéčľòĎă-º¨Ă¶ÖĂc&!Vďsċíāöč¢ªďÀúüÞtĂ¶¿ÑQāìéüÀ¶¿î`Öïùľa|Ă¢ªýă¶"ptĂpáÐĂc¶¿ďZú\úüéčþéê<4 1)þ»õù±ý&ÅnāĊčpáĂíċkGôĎčĄ÷ć!VèčþÆëčľĆùĽ8Ŀ(B)āìéüz>îAïðY

þĽ"páýÇõùĲķĘďéüc&!Vkîúüéčòþî£ÊôĎùľòĂòþíċÞGďÀĀúüïùľõíõĽÉoîĈüċíéòþ

Ă¶¿āìéü¯·Ûjî[ðĀúüéč1¸

íċĽ¼BĀ"páîbċĎ÷Ľ­KĀĂÈdî´ëċĎčľ

ÐāĨīĠĤ

ÐîàõéĀÿĂ6ãîèúùľ
øòýy¢ªýăĽ$þéêqùĀÖĂ&F=ĂÇď´õùľ$þă¶ā¯Ùď$õù`Ă«D^íċÖĂ&F=ďkGöčrýèčľ

HåíċøĂw'dď£Êõù`ĽHßĂ¶ā$ďÔõĽHßĂ^f^g
Ò(āìñč&F=ĂJďkõùľ53!

2.1 

!

HåÉoāă#x-º¶xĂĐĩĴĔġįĕĒĵ
íċlõùĐĦĬĵĖıĠĪĺACĻďõùľAC

ďěĴĚĹķÁğıķħĂęĵā):õĽāĊČğıķħóþZ\Ą÷ćďÍ¾õùfýĽ 40 µm ĕĳĜĬđėĶĨīĠĤď$ĸi.õü
^gôĎč«D^þ AC Ă?^Å~íċbċĎù

Sagittal cross-sections of gastrula taken at

different height positions following the micro-piercing
test. z, distance from the median plane.

vAĄ÷ćr3þĂÜďËąùľ
2.2 

Fig. 143# !

-º¶xĂĐĩĴĔġįĕĒĵ¶Ăáā9ĬđėĶĨīĠĤ$tĂ«D^íċ¶ÖĂ&āĬđėĶĨīĠĤď$ĸi.õùľòĂßĽ«D^

F=ďkGõùľ

1Ã*ĂùĈĨīĠĤíċz>ďõùľøĂ`Ľ

«D^Ăŀ¬®ýÉoď±ĽėĳđēĜĝĠĤĺCM30505,

Ă&FĀÅďÑĈùéľ

LeicaĻý"põûû`ădď£Êõù`āĽÅ~ďÀêòþý-ºÞÒ(# áďÄLõùľ

63%



3.1 

15H05860#!

?^îAïðĀčāûĎĽvAĄ÷ćĂr3þ«DĂÚÎr3î»öč3î£ÊôĎùľòĂ

- 53 -

$ !"3705%



# 
1Ļ Hara et al., Dev. Biol. 382: 482-95, 2013.

%日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（78）

コラーゲンゲル上における骨芽細胞様細胞の能動的配向○石川 敬一＊，須長 純子＊＊，亀尾 佳貴＊＊，安達 泰治＊＊＊

京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 ［〒615-8540 京都市西京区京都大学桂］＊＊京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 ［〒606-8507 京都市左京区聖護院川原町 53］
３．実験結果１．緒 言
骨は，周囲の力学環境に応じて破骨細胞による吸コラーゲンゲル上の細胞を染色し，配向方向を解収と骨芽細胞による形成を絶えず繰り返し，適応的に析した．長方形ゲルの長辺方向を 0°とし，細胞の配構造を変化させる．この代謝作用は，骨リモデリングと向角度を90°から 90°で表した．Fig. 2 (A), (B) に，呼ばれ，骨中でメカノセンサーとして働く骨細胞により12 時間培養後の全周固定ゲルおよび二辺固定ゲル(1)制御されていると考えられている ．骨細胞は，海綿の細胞配向ヒストグラムをそれぞれ示す．全周固定ゲ骨を構成する骨梁内部において，長軸方向に配向す

ルでは，一様分布に近いグラフが得られ，細胞は不ることが知られており (2) ，その配向や形態は，力学感

規則に配向した．一方，二辺固定ゲルでは，固定辺(3)に対して垂直方向に配向性が生じた．

知機能に大きく関わっていると示唆されている ．
骨細胞は，骨芽細胞が自らの産生した類骨基質に埋没し，分化した細胞である．そこで我々は，骨細胞配向が決定される機構として，主に I 型コラーゲンから構成される類骨基質の力学環境に着目した．本研究では，生体内の骨梁で形成される類骨基質の境界条件を想定し，骨芽細胞の張力に起因する基質の引張応力が，細胞配向に及ぼす影響を検討した．

Fig. 2: Histograms of cell orientation.
２．実験方法
本研究では，マウス頭蓋冠由来骨芽細胞様細胞４．考 察

MC3T3-E1 細胞 (RIKEN CELL BANK) を用い，I

コラーゲンゲル上で培養した骨芽細胞様細胞に細型コラーゲンゲル上で培養した．コラーゲンゲルに異胞内張力が発生すると，全周固定ゲルでは，長辺方なる力学的境界条件を導入するため，二種類の細胞

向，短辺方向共に引張応力が生じる．一方，二辺固培養容器を作製した．まず，ガラスベースディッシュ内

定ゲルでは，固定されている短辺に垂直な方向のみに 4 mm×8 mm の長方形ブロックを静置し，周囲にに引張応力が発生する．したがって，このような力学

熱硬化性を持つ PDMS (東レ・ダウコーニング) を流

状態の相違により，細胞の配向性に違いが生じたと考し込んだ．次に，60 ℃で 2 時間加熱後，ブロックを取えられる．また，細胞は，配向方向に引張力を生み出り外し，濃度 3 mg/mL のコラーゲン溶液 (Cellmatrix

すことから，ゲルに生じる引張応力と細胞の配向性がType I-A，新田ゼラチン) を 50 µL 添加した．ブロック

相互に影響を与えていることが示唆された．

の個数を調整することで，Fig. 1 に示すように，周囲の四辺を全て拘束した(A)全周固定ゲルと，短辺二辺の５．結 言

みを拘束した(B)二辺固定ゲルを作製した．これらの本研究では，ゲル周囲の拘束を制御することにより，ゲル表面で骨芽細胞様細胞を 12 時間培養した．

骨芽細胞様細胞が自身の張力を介して，能動的に一方向に配向する過程を観察することができた．本研究は，骨細胞の規則的な配向が生じる機構を解明する
足掛かりとなることが期待される．
文献(1) Bonewald, L. F., Ann. N. Y. Acad. Sci. 1116,
281–290, 2007.
(2) Hasegawa, T. et al., Biomed. Res. 34, 153–9, 2013.
(3) Vatsa, A. et al., Bone 43, 452–458, 2008.

Fig. 1: Collagen gels for cell culture: (A) all-edges
clamped gel and (B) two-edges clamped gel.

- 54 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 55 -（79）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第１会場
OS1
⾎管内治療

- 56 -（80）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（81）

動静脈循環型シミュレータにおけるカテーテル操作のシミュレーション○廣浦学＊，廣田徹＊＊, 向井純平＊, 正木涼子＊, 直木洋介＊, 廣田悦子＊＊, 伊達博＊＊, 川口晃＊,
森智＊, 横山武志＊＊＊＊

ニプロ株式会社 企画開発技術事業部 iMEP［〒525-0055 滋賀県草津市野路町 3023］＊＊

株式会社グッドマン 研究開発部 GMIC［〒489-0976 愛知県瀬戸市井戸金町 277-1］＊＊＊

九州大学 歯学研究院［〒８１２-８５８２ 福岡県福岡市東区馬出 3-1-1 ］
荷重値と充填液の粘度との関係も検討した。

１．はじめに
今日漸増する虚血性心疾患に対して冠状動脈治療デバイスの開発は急務である。同時に、医療従事

３．実験結果と考察者のカテーテル手技に対する off the job トレーニング■血行動態再現とカテーテル操作シミュレーション
CSV において、血圧（120 / 80）を再現することがでの場、およびシミュレ－タの開発も治療スキルの向上を図る上で重要と考えられる。

きた。正常の心臓モデルにおける左冠動脈の造影結果を図 1 に示す。

当研究開発グループは実際のカテーテル操作感に近い環境でトレ－ニングが行えるシミュレ－ションの開発を目的として、上半身（頭部を除く）の動静脈循
環型シミュレータ（以下、CVS）と疑似血液を開発し、各種カテーテル操作のシミュレーションを行ったので報告する。

図１：左冠動脈の造影（代表例）
左冠動脈の入口部へ Profit-JL / Roadmaster-CL を

２．実験方法挿入した後、各種カテーテルを挿入した。挿入感は■血行動態の再現を可能とした CVS

総じて容易であったが、カテーテルの形状や材質にCVS は成人の心臓モデル（ポリウレタン製）と動静よって挿入抵抗感の違いは見られ、疑似血液により、カテーテルの挿入抵抗を低減すると考えられた。

脈の血管サーキット（シリコーン製）から構成されている 。 循 環 ポ ン プ と し て の 補 助 人 工 心 臓 （ VAD,

CVS の心臓内に脂質が固着した左冠動脈内の一NIPRO）と末梢血管抵抗の圧格差調整装置を組み込部において、疑似血液が滞留する部位を発見した。

むことにより生体に近い循環動態と動静脈の血圧差

同疑似病変を用いて、バル－ンによる拡張およびスを再現した。

テント留置による血行再建を試みた。結果、バルーン■カテーテル操作のシミュレーションと冠動脈造影

カテ－テルによる一過性の血管拡張では、再閉塞を

CVS の大腿部に設置したシ－スより以下のカテ－抑制できなかったが、ステント留置では血行再建が可能であった。血管モデルのリモデリングが抑制できる

テル類の操作を行った。
1.ガイディングカテーテル（Profit-JL / Roadmas-

かどうかがその原因として考えられた。

ter-CL, GOODMAN）を左冠動脈入口部へ挿入し、■カテーテル挿入荷重値と充填液粘度との関係実際に近い冠動脈造影が行えるか検討した。

充填液の温度に対するカテーテル挿入の平均荷重

2.各種カテーテル：GOODMAN 社製のバルーン

値 （ g ） と ニ ュ ー ト ン 粘 度 （ in ・ Pa ・ s ） は 、 15 ℃ ： （ 53,（NSE / LAXA）、ステント（Vival）、吸引カテーテル

0.012）,22℃：（52, 0.013）,25℃：（37, 0.009）,30℃：（Rebirth）、NIPRO 社製の DCA を左冠動脈内へ挿入（38, 0.010）,37℃：（35, 0.009）であった。温度が低くし、操作シミュレーションを行った。

なるにつれて粘度が増加し、挿入荷重値が高くなるこ

3.脂質が心臓内に固着した病態モデルや血栓閉とが示唆された。

塞における血行再建シミュレーションも行った。
■カテーテル挿入荷重値と充填液粘度の測定

４．結言Interventional device testing equipment（IDTE, MSI）

3D 心臓モデルシミュレータにおけるカテーテル挿入と心臓・大動脈モデル（ポリウレタン製）を接続し、NSE荷重を数値化することで、医療従事者しか知りえなか（φ2.25x13mm）の左冠動脈への挿入荷重を評価した。

った人でのカテーテル挿入感覚を再現できることが期

充填液の温度を 15-37℃まで変化させたときの挿入待される。

- 57 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017,0-/120ŌČLQK\ ō¶S4)（82）$7(0%ŌŌŌ&ôCEŌŌ}T'´CEčlTªÿ×ºA´ŁŇłŉ54#Ĭ×Īģĥä¹ıÃĜļĻěħħĩĻĎ×Ė¦¿ËĬ`đe|!ĿēĥđĻĎĕĩĺīĂ

ĄÓčøĬ¾×ºĿļĻýĪč2:¿ËIĖ¯¦ĝĥĶeĞĻěħĖĻĎVĩ×º>ħīýīú½$ùĪdģĥčú½ķĈĖÃĜļ

ĦĬ×º±¾Ñ=8DčVEGFŊVascular endo-

ĻĎthelial growth factorŋĩĨĖ÷HĜļĥ×º¾ĉ¹ĪĬBĘī¾ĄÓÆĖ¯õĝĥĔĺč¾#

Ñň¾Ñ>īgĖġļčĂIĬVĪeĜļĥÓÆĸĺÉJĩÆ²ðĿajĝčÚąµĬCėđĻĎħěĽĖ»NªĩĨĪĜļĻħč×º¾ÑĪĸđĎĉ¹īFĄ30ĩĹĭ(ûīú½ĿòİĻ VEGF ¸ī.jňÒĖ

ĝč¾#Ógī

ěħĖĻħrGĜļĻĎĝĕĝ¾ĄÓÇąµĶþĹ

L×ºĩĨĬÔ]Ī/ĕđčÐī?ĩĨĖ¯¦ļĥđĻīĦčó[īò#ĦĬ×ķú½äĪāĝĥč¦Ļ-Ògčĳġ#ÓgL×º¼ıĞĻ·ĦĐĻĬÖīîĿġĨĻĎěĒĝĥč#Óg©hŊPADŋĬWĊħħĶĪª¤Ė~ĞĻĖčĠī 75%Ĭ¡«għĶľļĻĎ {ħđĒ¯ßĿ,ęĻěħĖMĩĘĩđĎàĞĻĲėX
Ĥĕī5ćĖĜļĥđĻĎ

ī 50-69 īWĊPĦ PAD Íh¤Ĭ29%Ī*İħđĒĎċ 6¢č»NªĩĨĪĸĺčĮħġ
į×º¼ĪuĂĖãėļĭčĂIĖĂIĿ3įč#

6-64/12
1Ŏ¾ĄÓŅŃńĪĸĻú½æìÀåħĝĥäĜğĻěħĖĻħĴĹļĻĎ

ÓgfL×ºī^Ĭ9ăħĩĺčhÏĬÐīüđ­ĴĪĜļĻĎ¶SĹĬěī9ăĿ+ĺĀĘġĵ

*0!".&2ŎVøĪĵÛ_Ŀ§iĝĥĔĘĎÙcĪč

ĿØģĥđĻĎĝ

nÙøĿÛÝĞĻĎnÙø¿ËĿâĞĻħĕĝĢčXĤĶī¨ÎĖsĜļĻĎkďĬxWħĶĪVĩ±_Ĭ VEGF ĩĨĿ.jĝĥč

ěī5ćīA´°ÞĿĵĥčàĿÅęĥđ×ĪvĞĻĎěļĬfL×ºīy¦ĿĻĎĝčÙøĿâĞĻīĦÛÝī¦¥E°iĪčäZĄÓīíØg#Ó×ÎĬCėđĎ
64

$'3

3Ŏ

.

äZĩĨī¾đĄÓıí/ėĪĜļ

6-54.(

ġ#Ó×ĬčĄÓ_ĿpĝYĚĥč¾ĄÓÆ)/12+0(ıĞĻĎĄÓĬħ.ĖBđīĦč

kďīíØzĦĬÆ£ĪfLïåĖ¯õĝĥđĻĎ#Ó×ĬĄ7ĶêĲġħĔĺč

ÜĿ,ęĥđĩđ#ÓĿčíØgĪ

ĄÓıÓgīŀņ²ðĿļĥcĬñÁĞĻĎú½%ĝġ#Ó×ĬčÐī¾ĄÓı.ĞĻ·ĦĐĻĎÆĿļĻĎ¾ĄÓĬRħ1.ñÂĿÌĺéĝĩĖ

4Ŏ

×ºīëÊ®¬%ħyĎċ ¦

īĄÓ

¿ËĪA°

ĹčYđĆ<ĪYĖĻĎī#Ó¼Ĭ PAD Īĸĺ;!ħLĂIĖ"ľĻħčOm°]ÄħyĞĦĪ@gÕÊĝĥđĻīĦčĖ¯¦ĝķĞđĎX ÈtbĦ³áĞĻěħĖ

ī#Ó¼ıöģ

ĥļoęĻěħĬĦėĩđĎĝġĖģĥčìĺçĳļ
ġ#Ó×ĬĄÓÆĿUģĥ2:ī¿ËĪú½

ĿqwĜğĩĖĹčĤđĪèĘīĄÓıoęĝĥđĘħĴĹļĻĎěīýĪč×ĪīğĹļġú½ħĈ

- 58 -

ĦėĻĎ日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（83）

低ずり応力下における内皮細胞への血小板粘着量の測定
小川侑樹＊，中原拓真＊，西田悠馬＊，小林千尋＊＊，平田孝道＊＊，○島野健仁郎＊＊

東京都市大学 機械システム工学科［〒158-8557 東京都世田谷区玉堤 1-28-1］＊＊

東京都市大学 医用工学科
る．ただし、ADP 濃度 1 µM であってもずり 度 16.8s-1

１．緒言
血栓形成 予測基礎研究や臨床 様々な場面(ずり応力 0.12 Pa 相当)である Case6 でで重要であり、多く

数理モデルが提案されている．

同程度まで粘着数が減少している．露出したコラーゲ

これら既存

モデル

内皮細胞下組織が血流に露出していることを前提としており、内皮細胞損傷がない部位で低ずり応力により惹起される凝固進行度を過大に評価してしまう．凝固

進行

度

部位

0.1 Pa オ

ーダー 低ずり応力でも妨げられることが示された．

活

５．結言
本研究で

反応により左右されることが知られており、とりもな
粘着量がそ

粘着が高ずり応力下でも瞬間的に完了することと対照的に、内皮細胞へ 血小板粘着性化した血小板膜上で 凝固因子複合体を介した加おさず血小板ンへ

Case 1,2 とADP 刺激を受けた血小板 ブタ大動

脈内皮細胞へ 粘着数を測定した．SEM により内皮凝固反応を支配していることになる．ところが、無損傷 内皮細胞へ細胞に粘着した血小板が活性化していることを確認した．血小板粘着数

血小板粘着量に関する定量的情報 不足している．
そこで本研究で 、ADP 刺激を受けた血小板 ブタ

ADP 濃度だけでなくずり 度に大きく左右され、ADP 濃度 1 µM で0.1 Pa 程度

ずり応力によって粘着が妨げられることが示された．

大動脈内皮細胞へ 粘着数を in vitro で測定した．
２．実験方法
Confluent なブタ大動脈内皮細胞を播種した幅5mm,高さ 0.8mm,長さ 48.2mm

矩形断面流路(µ-slide)内で潅流を行った．血液に

ACD-A 液を添加したブタ全血を用いた．ずり

度 、完全な停滞-1

0 s ，血流停滞による凝固が起こるとされる閾

状態-1

値 1 s 未満を含む 3 条件を調べた．また、ADP 濃度
0µM, 1 µM

2 通りとし、ずり 度 条件と合わせて計 6 条件 下で 30 分 潅流を行った．各条件 潅流 後，生理食塩水による洗浄とエタノールによる固Figure 1 Platelets adhering to endothelial cells (Case 4)

定処理を施し、SEM による観察を行った．30µm×30µm

範囲 観察を 100 カ所で行い、粘着している

Table 1 Numbers of adhering platelets with 95% CIs

血小板数 平均値を算出した．
３．実験結果Case 4 における血小板粘着 電子顕微鏡写真を
Fig.1 に示す．また、Table 1 に 900µm2 当たり 粘着
血小板数を示す．なお、本実験 東京都市大学動物実験規程に準拠して実施された．
４．考察
Fig.1 より血小板に 偽足 出現と形態変化が認められ、活性化していると判断できる．また、Table 1 によ大小に関係なく粘着数

極端に少ないに対し、ADP 濃度 1 µM

Case4, 5 で 粘着が顕著に認めらる．これら こと

ADP による血小板 活性化が内皮細胞へ 粘着に大きく寄与していることを示唆してい- 59 -

Shear rate
[1/s]

Platelets per
900µm2

Case 1002.56±0.42

Case 200.51

2.92±0.78

Case 3014.1

0.25±0.11

Case 41

030.07±2.71

Case 51

0.84

20.82±3.06

Case 61

16.8

3.02±1.37

文献
Iwata, H. et al.: Purification, identification, andcharacterization of elastase on erythrocyte membrane as factor IX-activating enzyme. Biochem
Biophres Co，316，65-70，2004．
2) Polanowska-Grabowska, R. and Gear, A.R.:
High-speed platelet adhesion under conditions ofrapid flow. P Natl Acad Sci, 89, 5754-58, 1992.

1）

ると、ADP を用いなかった Case1～3 で ずり 度

ADP conc.
[µM]日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第１会場
OS3
⾎管レオロジーと微⼩循環（１）- 60 -（84）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（85）

血流速度に基づいたバイオマーカーによる脳動脈瘤増大とブレブ発生の予測の検討○石黒 健太(1)，礒田 治夫(2)(1)，水野 崇(1), 田嶋 駿亮(1),竹原 康雄(1)，寺田 理希(3)，小杉 崇文(4)，大西 有希(8)，福山 篤司(1)(1)(2)

名古屋大学大学院 医学系研究科 [〒461-8673 愛知県名古屋市東区大幸南 1-1-20]
名古屋大学 脳とこころの研究センター，(3)磐田市立総合病院 第 1 放射診断科，(4)
株式会社アールテック，(8)東京工業大学 システム制御系
有意差の検討を行った．有意差を示した血流速度バイオ１．緒言
脳動脈瘤の発生，成長，破裂には血流動態が関係しており，血流動態を正確に評価することは大切である．血マーカーに対して ROC 解析を行った．
３．結果

流 動 態 を 解析 す る 方法 と し て 主 に 計 算 流体 力 学

MRFD 解析と CFD 解析に基づく各血流速度バイオマ(Computational Fluid Dynamics, CFD)解析と磁気共鳴流ーカーの相関係数，級内相関係数は 0.8 以上となった．

体力学(Magnetic Resonance Fluid Dynamics, MRFD)解析

増大群・非増大群間では EL と PLc (p<0.05)が，ブレブがある．CFD 解析は臨床応用されているが，MRFD 解析

群・非ブレブ群間では ICI (p<0.04)が MRFD 解析，CFD

は低分解能のため臨床応用されていない．しかし，解析ともに有意差を示した．EL，PLc，ICI の曲線下面積

MRFD 解析から得られた流速は CFD 解析から得られたは MRFD 解析，CFD 解析ともに 0.7 以上，Youden index

1)2)

流速と高い相関 を示し，値は概ね一致する という報告

が最高値を示すときの感度は 0.7 以上となった．

がある．このため，MRFD 解析から得られた血流速度を４．考察用いたバイオマーカーは CFD 解析と同様の精度と期待

MRFD 解析から得られた EL，PLc を用いて動脈瘤のされる．また，同様の精度であれば，MRFD 解析は動脈増大を，ICI を用いてブレブ形成の予測を行うことができ瘤の破裂因子である動脈瘤の増大やブレブの発生を予ると考えられた．また，これらのバイオマーカーが高値を測することができると期待される．本研究は MRFD 解析

示す場合は，今後の動脈瘤の増大，ブレブの発生が疑の臨床応用を目指し，MRFD 解析から得られた血流速度

われるため，適切に経過観察を行う必要があると考えらバイオマーカーが CFD 解析から得られたそれらと同様のれた．

精度か否かを検討した．また，MRFD 解析の血流速度バ

５．結言

イオマーカーは増大群と非増大群間，ブレブ群と非ブレ

MRFD 解析から得られた血流速度バイオマーカー

ブ群間に有意差があるか否か検討した．

は CFD 解析と同様の精度で解析することができた．

２．方法

MRFD 解析の EL，PLc を用いて動脈瘤の増大を，ICI

本研究は本学の生命倫理委員会の承認を得ておりを用いてブレブの形成を予測することができると推定（承認番号：15-302），全ての症例からインフォームドされた．

コンセントを得た．対象は経過観察目的で撮像された 48

６．参考文献例 57 動脈瘤の 3 次元磁気共鳴血管撮像 (3D Time of1) Isoda H, et al. Comparison of hemodynamics of

Flight MR Angiography, 3D TOF MRA)データと 3 次元シ

intracranial aneurysms between MR fluid dynamics

ネ位相コントラスト磁気共鳴法（3D cine Phase Contrast[PC] MR Imaging [MRI]）データとした．1 例は 2 年後に破using 3D cine phase-contrast MRI and MR-based

裂，12 例は増大，他は増大や破裂をしなかった．また，computational fluid dynamics. Neuroradiology. 2010;23 動脈瘤にブレブがあった．これらのデータを基に

52: 913-20.

MRFD 解析と CFD 解析を行い，動脈瘤に流入する断面

2) van Ooij P, et al. 3D cine phase-contrast MRI

最高流速と断面平均流速，Inflow Concentration Index

at 3T in intracranial aneurysms compared with(ICI)，Energy Loss (EL)，Pressure Loss Coefficient (PLc)，
EL Aneurysms を算出した．MRFD 解析と CFD 解析に基づく各血流速度バイオマーカーの相関係数，級内相関係数を算出し、血流速度バイオマーカーの精度の検討を行った．また，動脈瘤を増大群・非増大群，ブレブ群・非ブレブ群に分類し，血流速度バイオマーカーの統計的な- 61 -

patient-specific computational fluid dynamics.
AJNR Am J Neuroradiol. 2013; 34: 1785-91.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（86）

降圧剤による治療下の高血圧症例における赤血球変形能の検討○丸山徹＊，小田代敬太＊＊，有田武史＊＊，深田光敬＊＊，横山拓＊＊，
野田裕剛＊＊，入江圭＊＊，森山祥平＊＊，藤田一允＊＊，木佐貫恵＊＊＊

九州大学 基幹教育院［〒816-8580 福岡県春日市春日公園 6-1］＊＊

九州大学 医学研究院 血液腫瘍心血管内科

１．緒言
高血圧では微小循環が障害されており，これが高血圧での標的臓器障害につながる．赤血球の変形能は微小循環の最大の規程因子であるが，ヒトの高血圧での詳細な検討は不十分である．今回，ニッケルメ
ッシュろ過法を用いて降圧剤による治療下にある高血圧症例の赤血球変形能を測定した．
２．実験方法本態性高血圧症で通院加療中の症例 101 名を対象とした．糖尿病を合併している症例は除外した（高血圧群）．また年齢をマッチさせた 14 名の正常血圧

図 1. 生理食塩水と高血圧・正常血圧両群の赤血球者を対照とした（正常血圧群）．同意のもとに上腕静浮遊液による圧-流量曲線．

脈から採血を行い，直ちにヘマトクリット 3%の赤血球浮遊液を作成した．小孔サイズ 4.94μ のニッケルメッシ
ュを用いてろ過実験を行い，得られた圧-流量曲線から当該症例の赤血球変形能(%)を評価した．
３．実験結果採血前の血圧は高血圧群で 143 ± 19 / 81 ± 11mmHg，正常血圧群では 125 ± 16 / 72 ± 3 mmHg で，高血圧群で有意に（p < 0.01）高値であった．平均赤血球体積（MCV），平均赤血球 Hb 濃度（MCHC）を含めて両群の臨床背景に有意差はなかったが，図 1
図 2. 高血圧群における平均血圧と赤血球変形能のように赤血球変形能は高血圧群で有意に低下していた（87.8 ± 2.2% vs. 89.4 ± 1.7%，p = 0.01）．赤血球の関係．

変形能と有意な相関を示す因子は単相関でも重相関解析でも平均血圧のみであった（図 2）．

５．結言
ヒトの高血圧においては，降圧治療下においても

４．考察

赤血球の変形能は低下していることから厳格な降圧

今回の検討で降圧治療下のヒトの高血圧において目標の設定が重要である．

も赤血球の変形能は低下しており，その程度は平均血圧値に相関することから降圧治療の良否と関連す

謝辞

1

ることが明らかとなった ．かつてわれわれは自然発症

レオロジー機能食品研究所のスタッフに深謝する．

高血圧ラットにおいて赤血球変形能が週齢により低下することを報告したが 2，今回の結果はこれに符合1）するものと考えられる．同時に高血圧症に対する厳格な降圧が微小循環を維持し，高血圧合併症としての2）

臓器障害を予防する上で重要と考えられた．

- 62 -

文献
Odashiro, K., et al: Clinical Hypertension 21, 17,2015.
Ariyoshi, K., et al: Circulation Journal 74,
129-136, 2010.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（87）&$"# 3 (+'-*,)*!%  %
Ìi j9ĕĖF +ĕĕ, Ê ;ĕĕ , u¿ Hĕĕ,  w<ĕĕ, ĕĕĕĕ.'E:?Ë !?½?Ë bC\«?BaėÏ461-8673 .'EIk:M" 1

20 *Ę

ĕĕ

.'E:?:?ÂË !?Ë !\«?Ba
ĕĕĕ.'E:?Ë ¦åÙÙøéĂĒĄē

L4 WSS úÚßÎ1 1å 2 1éÀäÀL/.Ç¥G½êüĆđēĎV¥é=½äÐõÍ©zXé^né 1 âäÐö©7

4 WSS éĊüăĒéÁcú½1.

èÚßÎ



dU(Wall shear stress, WSS)ÕüĆđēĎOZè

Ç¥ÍÇ¥Í8Ç¥èÓØödÃL4ÁÚãÑöå£Òô÷ãÑö 1)Î¥éz¹ådÃf:z¹éyOêìí§ÚßÎĊüă

{òºªé]_éßðèÍÇ¥é©zXúqĒéÁcêÑÜ÷ñ 0.79 åÈÑÁúÚ

è²ÛöÙåê¾­äÐõÍ3 pĀĉÿĒĈďßÎdÃL4z¹ådÃf:z¹éÁcé:DāĈtÉx(3D cine phase contrast [PC] magneticÁêÚ×ÍÇ¥éÁÕfñÈ×ÍpÑä8

resonance [MR])èóö©zXé²éÕºðÇ¥äÐõÍÇ¥éÁÕfñÔáßÎ

$¡g WSS éÿĒĄē3ê§ÚçÔáßÎÚÔ

ô÷ãÑöÎË héêÍÆ¥úAµåÚß 3D cine PCÚÍÀL4 WSS éĊüăĒéÁcêÑÜ÷ñ

MR úÑß©zX®lé~Vúm¯ÛöÙå

0.73 åÈÑÁúÚßÎ

äÐöÎ

2.

0.



hêÍh?/>0

z¹{@ê©QÕ:ÖÑìæqç{@Õ(é[³úSãÑöÎ

¤äÐöÎÙéßðÇ¥ÕfñÁÕÈ×çáß

VKčďĒĆýü 10 .é)Ç¥ú®lAµåå£Òô÷ßÎÇ¥éÁÕfñÚ ã @ ð ß Î ć ē Ą é % S ê 3T MR ¬ ¢Ç¥ò8O¥èsëãÇ¥éz¹ê»(MAGNETOM Verio, Siemens, Erlangen, Germany)ú

×Í1é VENC °@äêz¹é{@NÕÑãªù÷ßÎ,čďĒĆýüè 3D cine PC MR åÚßßðäÐöå£Òô÷ßÎ

3D time of flight (TOF) MR angiography (MRA)é 1
1é MR `úªáßÎ30 ~1 eÀéYRÍ-Ñ#2åÚãÍ


WSS ê©O|é¼ÑèóöPÄú&Øö 2)Î
1ém¯äêÍ3D TOF MRA Ôô©O|úZČđĈÿĐä 2 1é MR `ú,čďĒĆýüè

ÚÍz¹W6ê 3D cine PC MR Ôô%SÚßÎ,Āēª á ß Î 3D cine PC MR é Velocity EncodingþĒāèóáãrï}êçöÎ©O|åz¹W6(VENC)ê 150cm/s åÚßÎ©z®lăċĈ(Flow vis-

érïé¼Ñèóáã WSS ÕqèäÖçÔá

ualization and analysis [Flova], R’tech, Hamamatsu,

ßßðÍWSS éJê§ÚçÔáßå£Òô÷ßÎ

Japan)úÑã 3D TOF MRA Ôô©O|ú

3.

ZÚÍ

3D cine PC MRI úÑßÇ¥é©zX®l

3D cine PC MR Ôôz¹W6ú´ï¸ûàÎË Ç¥ÍÇ¥Í8Ç¥è®ldÃú°@é~Vúm±ÚßåÙøÍdÃL4z¹ÍdÃf:ÚÍ,TeédÃL4z¹ÍdÃf:z¹ú%S

z¹é{@ê¨Ñ~VúÚßÎ

ÚßÎ%SÚßdÃL4z¹ÍdÃf:z¹ú

4. 
1Ĕ Malek AM, Alper SL, Izumo S. Hemodynamic
shear stress and its role inË atherosclerosis. JAMA. 1999 Dec 1; 282: 2035-42.
2Ĕ Markl M, Wallis W, Harloff A. Reproducibilityof flow and wall shear stress analysis using
flow-sensitive four-dimensional MRI. J Magn
Reson Imaging. 2011 Apr; 33: 988-94.

¶

èÍTeúo¶èå@ðã©èÝ÷Þ÷Čđ
ąĈÚÍ1 1å 2 1é,yOús·ÚßÎÝéRÍ1
1å 2 1éÀädÃL4z¹ÍdÃf:z¹Ý
÷Þ÷éĊüăĒéÁcú©èvðßÎË îßÍWSS úÚÍ1 1å 2 1é$¡g WSS
ÿĒĄē3ús·ÚßÎÇ¥ÍÇ¥Í8Ç¥ÍÇ¥½èÁTÅ5ú°@ÚÍ½

èÀ- 63 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（88）

静脈血栓フィブリン構造変化ー血小板数、ヘマトクリット値の影響○平方秀男＊，杉田尚子＊＊，井上京＊＊，巽和也＊＊＊，栗山怜子＊＊＊，伊井仁志＊＊＊＊，新岡宏彦＊＊＊＊，
和田成生＊＊＊＊，小池薫＊＊，村井俊哉＊＊＊

京都市立病院麻酔科[〒604-8845 京都市中京区壬生東高田町 1-2］＊＊

京都大学大学院医学研究科，＊＊＊京都大学大学院工学研究科，＊＊＊＊大阪大学大学院基礎工学研究科

１．緒言•赤血球減少モデルでは, フィブリン繊維が細く配

静脈血栓塞栓症（VTE）は主要な死因の１つである．

向性も失われた. さらに, 大きな血小板塊が生成した.

米国において年間 10 万人以上が本疾患により死亡し•血小板減少モデルでは, フィブリン網に多くの赤1ていると推測されている ．様々な予防ガイドラインが血球を巻き込んだ.

2

あるが, 有効性には疑問が残る ．抗凝固薬の使用も推奨されるが重大な出血事象も問題である 3. 一般的

４．考察にまず患者のリスク分類をして予防方法を決定する.

赤血球が減少するとフィブリンの配向性や血小板

しかし, リスク分類により VTE 発生の確率はわかるが,塊に変化が見られ, 血小板減少状態でもフィブリン構

実際にどの患者が発症するかは不明である.

造に変化が見られた. 血球成分同志またはフィブリン

VTE の発症機序は, ①下腿の大きな静脈に血栓との物理的または化学的な相互作用が考えられる.

を形成する ②その血栓が崩壊する ③崩壊した血上記結果（変化）は各血球成分がゼロ近くにまで減少

栓が血流により肺に流される ④そこで肺の血管を閉した時に出現しリニアな変化ではない. これらの結果塞することで発症する. この事実から血栓の力学的は血栓の数理モデル解析をする場合の情報になると性状が VTE のカギを握っていることが推測される. 血考えられる.

栓の力学的性状は, 血栓の構造, 特にフィブリンの構造により決定される. 血栓構造に関する研究のほと

５．結言

んどは試験管の中で作った血栓を観察している～つVTE 発症には血栓の力学的性状～フィブリン構造

まり流れがない条件でできた血栓を観察している. しが重要と考えられるが, 血小板数や赤血球数がフィかし, 我々は血栓ができる時の血流が血栓構造に大ブリン構造に大きく関与する．

4

きく関与することを報告した . 今回, 流れのある条件
下で血小板数や赤血球数が血栓構造に及ぼす影響

謝辞を検討したので報告する.

流路チップ用モールドを作成していただいた京都大学（工）ナノメトリクス工学の小寺秀俊教授に感謝い

２．実験方法たします．

本研究は京都大学「医の倫理委員会」の承認を受1）

けた. まず 健常者の静脈血をクエン酸採血した. 遠
心分離により washed platelet (WP), red cell concentrate （RCC）と platelet free plasma (PFP)を作成した.

2）

WP, RCC, PFP を様々な割合で再合成し, 血小板数,
赤血球濃度を調整した.
PDMS（polydimethylsiloxane）とカバーガラスで流路チップを作成した. 圧力制御ポンプを用い血液を3）

流路に静脈相当のずり速度で流して, 倒立蛍光顕微鏡で観察した. なお、蛍光標識したデキストランとフィ
ブリノーゲン, およびキナクリン（血小板顆粒を標識す

4）る蛍光色素）を試料に添加した.
３．実験結果- 64 -

文献
The Surgeon General’s Call to Action to Prevent
Deep Vein Thrombosis and Pulmonary Embolism.
US department of health and human service 2008
Francois-Andre´ Allaert, Eric Benzenine andCatherine Quantin: Hospital incidence and annual
rates of hospitalization for venous thromboembolic disease in France and the USA. Phlebology
published online October 4, 2016 DOI:
https://doi.org/10.1177/0268355516653005
J. J. van Veen and M. Makris: Management ofperi-operative anti-thrombotic therapy. Anaesthesia 2015, 70 (Suppl. 1), 58-67
Hirakata H, Sugita N, Inoue K, Tatsumi K, Ii S,
Wada S, Koike K and Murai T: Thrombus structure change under various shear rate, using anovel microfluidic device. BR06 62nd Annual
SSC Meeting of the ISTH, Montpellier, France,
May 25-28, 2016

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（89）

ビールの苦味成分ホップに含まれるイソフムロンの血管内皮機能改善効果○富田純子*,**, 望月精一***, 藤本荘八****, 柏原直樹*****, 赤阪隆史******、谷本光音†、吉田清‡*府中市民病院**笠岡市民病院*****川崎科大学

循環器内科 ［〒726-8501 広島県府中市鵜飼 555-30］

循環器内科, ***川崎医療福祉大学 臨床工学科, ****川崎医科大学 健康管理学,

腎臓・高血圧内科学, ******和歌山県立医大 循環器内科、†岩国医療センター呼吸器科、‡心臓病センター榊原病院 循環器内科

１．緒言

IHE 投与前に比べ、増加していた。なお、プラセボ投

ビールの苦み成分であるイソフムロンは、抗酸化作

与群では、投与前後で有意差を認めなかった。

用を示すことが知られている。我々は、イソフムロンを４．考察含む異性化ホップエキス（IHE）が、ヒト大動脈内皮細喫煙者では、血管内皮機能が健常者より低下して胞において低酸素下における細胞障害とアンギオテいることが報告されている 2)。本研究の喫煙者群でも、ンシンⅡ負荷による酸化ストレス産生を抑制することを血管内皮機能の低下が認められ、イソフムロン投与で1)報告した 。そこで、IHE の経口摂取が、健常ボランテ改善した。さらに、特徴的なのが、非喫煙者群でもイソィアの喫煙者と非喫煙者の血管内皮機能に及ぼす影

フムロン投与で血管内皮機能がさらに向上した。

響を評価した。

イソフムロン投与によって、血圧は変化しておらず、

２．実験方法正常血圧の若者では降圧効果による血管内皮機能

本実験では、イソフムロンを 79%含有する IHE を使改善の可能性は低いと思われた。

用した。男性健常ボランティア（喫煙者 12 名、非喫煙

FMD 測定時の NO 産生が上昇しており、血管内皮者 11 名）に対し、体重 10 kg 当たり 8.5 mg のイソフム

機能改善効果のメカニズムの一部として、イソフムロン

ロンを含むホップエキスカプセルを早朝空腹時に内が、その抗酸化作用によって NO の生理的活性

服し、30 分後と 2 時間後に超音波装置を用いて前腕（bioavailability）を増加、あるいは NO 産生を刺激した

駆血後の血管拡張反応（FMD）を計測した。また、血可能性が考えられた。なお、培養ヒト大動脈内皮細胞

管内皮由来 NO 産生能の評価として、FMD 計測時にの実験結果でも、イソフムロンの酸化ストレス抑制効

採血して、駆血前と駆血解除後の hyperemia 時の血果が示唆されている 1)。

漿中亜硝酸イオン（NO3-）濃度に基づいて、NO 産生

５．結言

量 を求 め、 駆血 前の 値（ NOBE ） と hyperemia の 値

イソフムロンは、抗酸化作用を介して、酸化ストレス（NOHE）の比、すなわち NOratio を求めた。

を抑制し、NO の bioavailability を改善することにより、

本研究は笠岡市民病院倫理委員会に申請し実施

血管内皮機能を改善すると示唆された。

許可を得た。また、ヘルシンキ宣言に準拠して被験者の人権やプライバシーに十分配慮した。

謝辞

３．実験結果今回の研究の施行にあたり、ホップエキスを提供し①イソフムロンの FMD 改善効果て頂いたキリン株式会社飲料技術研究所吉田有人博

喫煙者群、非喫煙者群とも、イソフムロン内服によっ士に深謝する。

て FMD は、有意に改善した。一方、プラセボ群では両群ともに有意な変化を認めなかった。

文献

血圧、脈拍、総コレステロール、LDL コレステロール、

1) 富田純子他, ビールホップの含有成分イソフムロ

HDL コレステロール、遊離脂肪酸、MDA-LDL の値

ンによるヒト大動脈内皮細胞の保護作用の検討,について、イソフムロン投与群、プラセボ投与群ともに

日本バイレオ誌, 30(2), 85, 2016.
2) Barua RS, et al. Dysfunctional endothelial nitricoxide biosynthesis in healthy smokers with

喫煙者群、非喫煙者群いずれでも有意な変化を認めなかった。
②イソフムロンの NO 産生量への効果

impaired endothelium-dependent vasodilatation,

FMD 計測時の NO 産生（NOratio）は、喫煙者 7 人のCirculation 104(16), 1905-1910, 2001.

みでは、イソフムロン投与前からに投与後に有意に増加した。非喫煙者 3 人を加えた計 10 人についても、- 65 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第１会場
ランチョンセミナー- 66 -（90）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（91）

スティーブ・ジョブズに学ぶ 就寝前の過ごし方
心地よく眠りに就くために○保野 孝弘
川崎医療福祉大学 医療福祉学部 臨床心理学科［〒701-0193 岡山県倉敷市松島 288］

本セミナーでは、不眠症状の１つである入眠困難「こんな気持ちになっているな」と気づき、捕らわれなへの対処法を、スティーブ・ジョブズ氏の言動から考いようにする。すぐに、呼吸や体の感覚にもう一度注える。

意を向ける。大切なことは、心を「今」に向けて、今ここで自分に生じている様々なことに気づくことである。

不眠の症状として、入眠困難（なかなか寝付けな

特に今回は、マインドフルネス瞑想法をご紹介する。

い）、中途覚醒(途中で何度も目覚める)、早朝覚醒

就寝前に、この瞑想を実践すると、脳疲労が緩和され、（いつもより早く起き過ぎる）、そして、熟眠感の欠如

雑念などが消え、眠り込みやすくなると期待できる。具

（起床時にぐっすり感がない）がある。この中で、入眠

体的には、まず、イスに浅く腰掛け、体をまっすぐに伸困難は、なぜか、なかなか寝付けない、横になるとばす。両手は、膝に上に置く。そして、鼻からスーっと

様々な雑念が頭の中に出てきて寝付けないなど、眠り息を軽くゆっくりと吐いて、鼻からスーっと軽くゆっくりのスタートが切れないことである。

と吸う。この時、いろいろな感覚に気づいて感じるようこの問題に対処するためのヒントについて、スティにする。例えば、息が鼻の中をスーっと通る感覚、鼻ーブ・ジョブズ氏から学ぶことが２つある。いずれも、や胸などの筋肉が動く感覚をそのまま感じる。途中で、就寝前の過ごし方にある。その１つは、就寝前にスマ

過去の出来事、不安や後悔などの雑念が浮かんでも、ートフォンやタブレットなどのメディアの使い過ぎであ「浮かんでいること」を認め、その雑念を抑えようとしなる。彼は、iPhone や iPad などのメディア機器を作ったい。捕らわれないで、呼吸や体の感覚に意識を戻す。

が、彼の子どもには使い過ぎに注意し、自宅ではほと

最初は、４、５分間、慣れてきたら 15 分、20 分、30 分とんど使わせなかったという。当然、自分自身も就寝前

長くすると良い。その結果、注意集中力が増し、自己に機器をほとんど使用しなかったであろう。就寝前の肯定感も高まると考えられる。さらに脳の疲労も緩和さ

過ごし方として、眼からの入る光を制限することが極めれると言われている。

て重要である。なぜならば、液晶から発せられるブル

以上のように、就寝前の過ごし方として、眼から入る

ーライトが、眠りを誘発されるメラトニンを抑制し、サー光刺激を少なくし、そして、脳を休めるためにマインド

カディアンリズムの調整がうまくできないからである。

フル瞑想を実践してはいかがでしょうか。

夜間に液晶やスマートフォンの画面を見続けたり、LED 照明の下で生活する。その結果、入眠困難などの不眠症や睡眠障害に至ることが考えられる。また、見る機能にも悪影響を与えることが考えられている。
視力の低下や網膜への障害である。まだ、研究のほとんどが動物実験によるものであるが、人間においても同じような影響を想定して対応することが望まれる。
もう１つは、マインドフルネスである。彼は、創造性を高め、新しい発想を生み出し、心身の癒しを得るために、このマインドフルネスを実践していたと考えられる。簡単に言えば、「今この時、ここにいる自分」に気づくことである。例えば、イスに座っているとき、お尻とイスが接している感覚、呼吸によって動く体の感覚を感じる。この時、過去のことを思い出し、後悔する気持
ちが生まれるかもしれない。この時は、この気持ちを- 67 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第１会場
受賞講演
・岡⼩天賞
・論⽂賞

- 68 -（92）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（93）

「流れる固体」と骨組織のレオロジー
佐々木直樹
北海道大学大学院先端生命科学研究院[〒060-0810 札幌市北区北 10 条西 8 丁目]
多くの高分子物質は、「流れる固体」であり、「弾とができた。緩和過程の X 線回折実験や異方性試料性液体」である。その意味で多くの生体物質・組織の応力緩和実験から、速い緩和は骨中のコラーゲン

も、 (生体)高分子からなっており、「流れる固体」

線維の緩和、遅い緩和はオステオン等の高次の骨組の特性である粘弾性を示す。臓器や血管、脳組織、織の関係する緩和に帰属された。

そして骨をも含めた結合組織と呼ばれる一群の組織

ここでは、粘弾性測定および実験式を用いて、骨は顕著な粘弾性体である。骨の粘弾性については研究では避けて通れない骨粗鬆症の問題に取り組ん

1960 年代の J. D. Currey や A. A. Lugassy 等、1970 年だ例を紹介する。

代の J. L. Katz 等の先駆的実験研究がある。近年の生骨粗鬆症は 1994 年の WHO の定義では「骨密度が物学研究には種々のイメージング技術の革新が大き低下し、骨の微細構造に異常が生じた結果、骨がもな役割を果たしているが、骨組織についても nm レ

ろくなり骨折しやすくなった状態」とされていた。

ベルの構造が明らかになり、肉眼レベルから、分子これを受けわが国では、骨密度の定量が広く行われレベルまでの各階層の詳細情報が得られている。でてきた。しかし、高骨密度であるにもかかわらず骨は”骨の力学特性”という場合、どの階層の性質を見折リスクの高い症例が多く現れるようになり、2000ていることになるのだろうか?それは、測定手段に依年 NIH コンセンサス会議で骨粗鬆症は再定義され存する。例えば、現在、多くの骨研究者が取り組ん「骨強度の低下を特徴とし、骨折のリスクが増大しでいるナノインデンテーションはまさにナノレベルやすくなる骨格疾患」というように骨密度に代わりで分子の集合体の構造・物性を見ていることになる。

骨強度という概念が重視されている。そこでは”骨強Debye-Waller 因子の測定から求められる力学定数は、度は骨密度と「骨質(骨密度以外の骨強度因子)」で数オングストロームから、数十オングストロームの決定される”とされた。骨密度を定量する方法は確立

分子構造が有するものである。日常的または臨床的され臨床応用に至っているが、新たに提案された骨に”骨の力学特性”という場合は、一本の骨としてま質という概念は、骨密度に比べ定義が曖昧で現時点

たはそれを整形して得られる骨試料の応力・歪・時でも定量化に至っていない。骨質は骨を形成する材

間関係を指すと考えられる。我々は主としてこのレ料特性とそれらが形成する構造の力学特性を総合しベルでの骨の性質を調べてきた。

たものと考えられる。

我々が行ってきた粘弾性測定は整形骨試料の 3 点

ここでは粘弾性測定を通して、骨を形成するミネ撓みによる応力緩和測定である。この実験結果を通ラルとコラーゲン線維の力学的役割を探り、各成分

して、骨の粘弾性を定量的に把握するために、緩和の骨質への寄与の度合いを調べた。ミネラルの減少

現象を支配する物質関数を決定する必要がある。緻により骨の弾性率は徐々に減少した。一方、骨コラ

密骨では少なくとも二つの緩和過程を含んでいるこーゲンをほんの少し分解しただけで骨の粘弾性挙動とが明らかになっており、我々は物質関数としては著しく変化した。骨質を踏まえ、骨粗鬆症にクリティカルな因子を考えるとき、骨コラーゲンの劣化  t  i E (t )   Ei e x p      i  i 1
2

は無視できない要素である。
従来骨はバイオメカニクスの対象だったが、ここの形の実験式を提案した。ここで、i は緩和時間、で紹介した例のように、バイオレオロジーとしてもi はその分布を表す。多くの場合、110 sec, 210

興味深い研究対象である。

167

sec となり速い緩和仮定と遅い緩和過程に分けるこ- 69 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（94）

拡散によって誘起されるカードランゲルの異方的・多層構造○槇靖幸＊＊

群馬大学大学院理工学府［〒376-8515 群馬県桐生市天神町 1-5-1］
SAXS 測定により，(1)カードラン分子はらせん状の

１．緒言

規則構造をとる (2)規則構造をとったカードランが直マイクロカプセルなどの調製に用いられるプロセスに不溶化反応法というものがある．不溶化反応法では，径約 9 nm のフィブリルを形成する (3)10-20 nm のフィ高分子溶液を架橋剤溶液中に滴下する．まず液滴界

ブリルの凝集体がゲルの中心寄りの領域で多く形成面で架橋（ゲル化）が生じ，次に形成されたゲル膜をされる (4)拡散と垂直方向にフィブリルが配向しており，通して架橋剤が液滴内部に向かって拡散することで配向度はゲル内の位置に依存する ということ，SALS

ゲル化が進行し，時間の経過に従ってゲルカプセル，測定により，ゲルの中心寄りの領域で網目構造がよりさらにはゲルビーズが形成される．

大きな不均一性を持つことが示された．ゲルの形成は

この現象は，レオロジー的な観点では，時間経過とCa2+の流入によるフィブリルの架橋と，OH-の流出によ

ともに架橋反応が進行し，液体から固体への変化がるフィブリルの凝集の両方に起因すると考えられた．
上記に示したゲルの微細構造には空間分布があり，生じるという点で，拡散を伴う化学レオロジー（ケモレ．また，このよう

それは多層構造の層の厚み 4)およびゲル化ダイナミク

な拡散によって誘起されるゲル化は，様々な生体内ス 6)と同じスケーリングに従うことが示された．ここから，のゲル形成，例えば，深部静脈血栓症（エコノミークラ

ゲルの構造形成は拡散による Ca2+と OH-濃度の時空

ス症候群）の原因となりうる血栓（フィブリンゲル）の形

間分布により支配されると考えられた（図 1 右）．

オロジー）の一種と見ることができる

成との関連性が指摘されている

2)

1)．このため興味深い

バイオレオロジーの研究対象といえる．
以前に，多糖類（β1,3-グルカン）の一種であるカー
ドランのアルカリ水溶液を，架橋剤となる Ca2+の水溶液中で透析すると，複屈折を示し，同心円状に濁度の異なる多層構造を持った（図 1 左），異方的・多層構
造ゲルが生成するという現象が報告された 3,4)．この透析によるゲル化は上述の不溶化反応法の一種といえFig. 1. Photograph of the cross-section of the curdlan gel(left) and schematic diagram of pH versus [Ca2+] for thegelation process of the curdlan gel (right).

る．カードランゲルの特徴的な多層構造は，ドラッグデリバリーシステムにおける急激な初期の放出の低減な謝辞

どに活用できる可能性があり，その実現のためには，ゲルの構造を理解し，構造の制御法を明らかにする

土橋敏明教授（群馬大），古澤和也助教（北大），

必要がある．本研究 5)では，X 線小角散乱（SAXS）と山本隆夫教授（群馬大），杉本泰伸准教授（名大），小角光散乱（SALS）によりカードランゲルの異方的・

若林克三名誉教授（阪大）のご指導，ご助言に対し，多層構造を明らかにし，その構造形成メカニズムから厚く御礼申し上げます．

構造制御の可能性について検討した．
1）

２．実験方法カードラン（Mv=5.9×105）を 0.3M NaOH に溶解し，5.0wt%の溶液を調製した．直径 16-28 mm の透析チ
ューブにカードラン溶液を入れ，8.0g/L CaCl2 水溶液

2）
3）

中で 24 時間透析し，カードランゲルを調製した．ゲルの構造を，SAXS（KEK-PF, BL15A・6A）および SALS

4）を用いて調べた．

5）

３．結果と考察6）- 70 -

文献
村上謙吉：高分子の化学レオロジー，朝倉書店，
1968．
Shida, N. et al.: Soft Matter, 12, 9471-9476,
2016.
紺野昭ら：カードランのゲル化について，金蘭短期大学研究誌, 29, 89-95, 1998.
Dobashi, T. et al.: Langmuir, 20, 6530-6534,
2004.
Maki, Y. et al.: Carbohydr. Polym. 155, 136-145,
2017.
Nobe, M. et al.: Langmuir, 21, 8155-8160, 2005.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 71 -（95）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第１会場
OS3
⾎管レオロジーと微⼩循環（２）- 72 -（96）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（97）

過凝集性牛乳を使った血流停滞による血栓形成模擬実験系構築の試み○田地川勉＊，田中雅之＊，柳楽恭子＊＊＊

関西大学システム理工学部 機械工学科［〒564-8680 吹田市山手町 3-3-35］＊＊

関西大学大学院理工学研究科 システム理工学専攻［〒564-8680 吹田市山手町 3-3-35］

１．緒言

以上のことから，過凝集性Skim milk溶液を赤色血栓形

血流停滞によって形成される赤色血栓は，塞栓症成のモデルに応用できる可能性が示唆された．

などの疾患の原因の一方で，動脈瘤に対するワイヤーやステント留置治療では所望の部位にだけ血栓が４．まとめ形成される事が望まれる．前述のような塞栓治療デバ

成分調整可能な過凝集性 Skim milk を用いた血栓

イスの血栓形成性の評価のために，これまで動物実形成モデルの構築のためし，凝集反応中のレオロジ

験がなされてきたが，個体差や再現性の低さ等の問

ー特性を調べた結果，血液同様高せん断速度では題もあるため，これを補える新たな定量評価法として凝塊が形成されず,低せん断速度で形成された．また，血栓形成を模擬できる生体外実験が必要である．

せん断ひずみ速度が低いほど凝塊の粒径が大きくな

2+

低温殺菌牛乳に塩と酵素(Rennet), Ca を加え凝った．さらに，skim milk 溶液構成比を変化させること

集・凝固しやすくした過凝集性牛乳を使った模擬血栓形成モデルに着目した報告がある

1)で粘度を調節できることが確認できた．

．しかし，赤色

文献
1） A. Narracott, et al, J Artif Organs, 8(1), pp.56-62,(2005).

血栓形成に重要なせん断速度と凝塊形成の関係や凝塊形成過程のレオロジーは調べられていない．

[u103] 3

そこで本研究では，凝固に至る過程におけるレオロ

5

Ky = 1.1×103mPa・s

Ky = 2.5mPa・s
4

ジー特性がヒト血液に近く，また再現性の高い血液モ
K mPa・s

K mPa・s2

デルを構築するため，成分調整と保存が可能な Skim
milk を使った実験系の構築を試みた．

3
2

1
1

２．実験方法コーンプレート型粘度計で作り出した Couette 流れ
下で，せん断速度 J =0.2～200s-1 の範囲の一定せん

0

断ひずみを Skim milk サンプルに 150 分間負荷し，

0

40

80
t min

120

160

0

0

40

80
t min

120

(a) γ =0.2s-1(b) γ =200s-1(a) γ =0.2s-1(b) γ =200s-1

Fig. 1 Relationship between applying shear rate
and time variation of viscosity.

溶液構成比（Skim milk 量・CaCl2 量・Rennet 量）の違
いと粘性特性の関係を調べた．さらに，光散乱式粒度分布計を使い，形成された凝塊の粒径を測定した．
３．実験結果および考察
Fig. 1に一定せん断速度負荷中の粘度Kの経時変化，Fig.
2にせん断負荷後に観察できた凝塊を示す. Fig. 3に J と凝固終了時の粘度Kyの関係，Fig. 4に J と粒径分布算

Fig. 2Formed skim milk cot.

術平均値 d c の関係を示す．
これらの結果から，負荷したせん断速度が小さいほど形成された凝塊サイズが大きく粘度が高くなっており，
低せん断における血液のレオロジーと類似していた．また，過凝集性Skim milk溶液構成比を，Skim milkとRennet
濃度を増加，またはCaCl2濃度を減少させることで，Kyが高くなり，ヒト血液の凝固時の粘度に近づけることができた．また，凝塊サイズも溶液構成比を調整すること
である程度制御できることが分かった．

Fig. 3 γ v.s. K y- 73 -

Fig. 4 J v.s. d c160日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（98）

シースフロー型マイクロチャンネルによる赤血球変形能の定量評価（毛細血管内の赤血球懸濁液の粘度と形状回復時定数の関係）○乾智幸＊，山下雄士＊，田地川勉＊＊，池本敏行＊＊＊，武内徹＊＊＊＊＊

関西大学大学院 理工学研究科［〒564-8680 大阪府吹田市山手町 3 丁目 3 番 35 号］＊＊

関西大学 システム理工学部［〒564-8680 大阪府吹田市山手町 3 丁目 3 番 35 号］＊＊＊

大阪医科大学附属病院 中央検査部［〒569-0801 大阪府高槻市大学町 2 番 7 号］＊＊＊＊

大阪医科大学 第一内科学教室［〒569-0801 大阪府高槻市大学町 2 番 7 号］

１．緒言

３．実験結果赤血球は変形能に優れており，自身よりも細い毛
細血管をわずかな圧力差で自由に変形しながら通過することができる．しかし，変形能が低下すると，血液循環が阻害され，末梢循環障害の原因となるため変形能の測定は重要である．
膠原病の代表的な病態である循環障害をもたらす
原因は，血管内が向血栓傾向になるためと考えられている．しかし一般的な循環障害では，その要因は血管だけでなく血球にもあることが多い．そこで本研究
では，膠原病と赤血球変形能の関係を調べるため，
シースフロー型MCを用いて膠原病患者と健常者の赤血球の形状回復時定数を測定し比較した．

図2に健常者と膠原病患者の形状回復時定数の幾何平均値を比較したグラフを示す．図2の結果に対し，KS検定を行った結果，p=0.03となり二標本に有意な差がみられ，健常者より膠原病患者の形状回復時定数の幾何平均値が有意に低いことが分かった．
図3に健常者と膠原病のDIを比較したグラフを示す．
KS検定を行った結果，p=0.31となり二標本に有意な差がみられなかった．このことから，健常者と膠原病患者の赤血球の弾性的な性質に有意な差がないことが分かり，形状回復時定数の幾何平均値は赤血球の粘性的な性質の差があらわれた可能性がある．
1.6

60
p=0.0310 m

collagen disease

0.6

controlcollagen disease

Fig. 3 Comparison of
deformation index.

赤血球は加齢が進むにつれ変形能が低下し，それが原因で脾臓により，濾過・回収される．さらに，赤血球は加齢が進むにつれ，内部粘度が上昇していくことが知られている．膠原病患者は，高頻度で貧血を発症するため，膠原病患者の赤血球は十分に寿命を全うできず破壊され，それを補う為に赤血球が産生されていると考えられる．その結果，加齢による増粘が進んでいない若い赤血球の存在確率が高くなり，形状回復時定数の幾何平均値が低くなった可能性が示唆
された．

（1）

MC通過後の赤血球の形状回復過程をKelvinモデ
ルでモデル化した．Kelvinモデルの構成方程式を解
くと，赤血球の圧縮ひずみは式(2)に示す時定数を緩和時間として，指数関数的に減少する．

§1 1·
 ¸¸
© k1 k 2 ¹

control

４．考察

disease erythrocyte getting out of a MC.

P 2 ¨¨

0.8

Fig. 2 Comparison ofrelaxation time constant.

Fig. 1 Shape recovering process of a collagen

WV

1.0

40

Time step : 20 ms

d xf / d yf

1.2

50
45

t= 100 msDI

p=0.31DI

図1は膠原病患者の赤血球の形状回復過程の様子の一例である．MCに対して垂直方向の赤血球の最大幅をdyとし，赤血球が一辺約5PmのMCから出た瞬間をt=0 msとし，2 ms間隔で変形が十分収束したと考えられるt=100 ms（dy=dy∞）まで測定した．また，その時のMCに対して平行方向の長さ（dx=dx∞）を測定し，式（1）で定義される変形指標DI値を算出した．なお， DI値は赤血球の弾性的な性質を表す変形指数
である．

WV ms

２．実験方法と形状回復過程のモデル化

t= 0 ms

1.4

55

５．結言
膠原病患者の赤血球変形能を調べた結果，膠原病患者の赤血球形状回復時定数は健常者に比べて短いにもかかわらず，変形指標に違いは無いことが分
かった．

（2）

- 74 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（99）

赤血球サスペンションの微小流路流れにおける血小板模擬粒子の断面内分布
瀧ノ内希陸，○佐々木崇洋，関淳二，板野智昭，関眞佐子
関西大学大学院 理工学研究科［〒564-8680 大阪府吹田市山手町 3-3-35］
１． 緒言ることから，赤血球が存在しない場合には粒子はほぼ

生体内微小血管の血液流れにおいて血小板は血一様な分布となることが示された．また，いずれの高さ

管壁近傍に多く分布することが知られている 1)．この現においても Rw は右上がりのグラフになっていることか

象は Near-Wall Excess（NWE）と呼ばれ，止血や損傷

ら，NWE は Hct の増加と共により顕著になることが分を受けた血管壁の修復などの血小板の働きに極めてかる．

重要である．これまで生体内外において NWE 現象は存在確率

Rw [%]

調べられてきたが，その詳細なメカニズムは未解明な点が多い．本研究では，人工微小流路に赤血球サス
ペンションを流し，その中に浮遊させた蛍光粒子（血小板模擬粒子）の流路断面における分布を計測した．
特に，赤血球の体積分率（ヘマトクリット：Hct）を 40%

Hct[%]

流路幅[μm]

図 1 粒子分布(Hct=20%, z=4μm)まで増加させた場合について計測を行い，NWE の
Hct 依存性について調べた．

(a) Hct=20%

図 2 Hct 依存性(b) Hct=40%

２． 実験方法
流路深さ z[μm]

リン酸緩衝生理食塩水にウシ血清アルブミン，デキ
ストラン 40 を添加し，ヒト赤血球（Hct=0 - 40%）と血小板模擬粒子として粒子径 2.9μm のポリスチレン蛍光粒
子を浮遊させた．一辺が 50μm の正方形断面をもつ
PDMS 製人工微小流路（長さ 30mm）に模擬血液をシ

流路幅 y[μm]リンジポンプで一定の流量(1.0μl/min, 壁剪断速度～
1000s-1)で流し，共焦点レーザー走査顕微鏡‐高速度

流路幅 y[μm]

図 3 血小板模擬粒子の断面内分布

カメラシステムにより蛍光観察を行った．流路底面から様々な高さ (z) で撮影し た 画像 は，画 像処理ソ フト

次に，Hct=20%と 40%の場合に流路断面全体にわImage J で解析することにより，流路幅方向(y)の粒子

たる粒子の 2 次元分布を求めた結果を図 3 に示した．

分布を得た．40 倍の対物レンズを用いた場合，z 方向

図 3(a)，(b)より，Hct によらず粒子は流路の 4 隅付近の分解能はr5.6Pm である.

に多く分布することが分かった．また(a)と(b)の比較により，Hct=40%の方が粒子分布のピークはより 4 隅に

図１は，流路中心軸に対して左右対称化を行った
後の粒子分布の一例を示す．図 1 に示すように，流路

近づき，より高くなることが示された．

壁から 10μm 以内に存在する粒子の割合を Rw と定義
し，NWE の程度を表す指標とした．一様分布で Rw =４． 結言

20%，Rw の最大値は 50%である．また，流路底面から血小板が起こす NWE 現象は赤血球の存在により中央まで 6 断面(z=4, 8, 12, 16, 20, 24 Pm)で得られた粒引き起こされ，Hct が高くなる程血小板模擬粒子はよ子分布から，上下の対称性も仮定して，流路断面におり壁近傍に集中することが確認された．また，矩形流

ける 2 次元粒子分布を求めた(図 3)．

路において血小板模擬粒子は管壁に沿って一様に分布するのではなく，4 隅に多く分布することが示された．

３． 実験結果と考察
流路入り口から 25mm の断面において，流路底面

文献

から z=4, 12, 24μm の高さで得られた粒子分布より Rw

1) Tangelder G.J., Teirlinck H.C., Slaaf D.W.andの 値 を 評 価 し ， Hct の 関 数 と し て 図 2 に 描 い た .

Reneman R.S.: American Journal of Physiology,

Hct=0%では全ての断面において Rw~20%となってい248, H313-H323, 1985.

- 75 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（100）

GFP 標識赤血球ラットを用いた脳微小血管における赤血球分配の時空間変動○栗原唯花＊，須貸拓馬＊，正本和人＊＊＊

電気通信大学 情報理工学研究科［〒182-0021 東京都調布市調布ケ丘 1-5-1］＊＊

電気通信大学 脳科学ライフサポート研究センター［〒182-0021 東京都調布市調布ケ丘 1-5-1］の時間変動の大きさを，変動係数 Cv（標準偏差/平１．緒言
脳の血流は絶えず変動している．特に 0.1Hz 以下均）を用いて評価した．

の低周波の変動は，脳に内在する神経細胞とグリア

また，赤血球と血漿のピクセルのどちらかを含む領の活動に起因すると考えられており，このような脳血域を血管領域と定義し，楕円近似法によって血管の流の変動量を評価することで脳の活動状態をモニタ

径をフレーム毎に算出した．さらに，血管の長さ方向ーすることが可能になると期待されている．

に２つの関心領域を設置し，両者における赤血球領域の時間変動に関して相互相関解析を行い，注目血本研究では，脳の血流の変動を生じる神経細胞や管内の平均流速を 50 フレーム毎に算出した．

グリア等の活動と細胞近傍の脳微小血管内の血流変動を同時に可視化し，脳血流の変動と脳活動の揺ら

３．結果および考察

ぎに関する因果関係を明らかにするための実験系のまず，撮像された血管領域内の 1 フレーム毎に赤構築を目的とした．まず，脳微小血管 1 本ごとの血流の揺らぎを可視化する手法として，赤血球に緑諸蛍

血球と血漿の面積に関して相関分析をおこなったとこ

光タンパク質（green fluorescence protein; GFP）を発

ろ，毛細血管内において有意な負の相関（R = -0.66）

現した遺伝子改変ラットを用いた．さらに，画像解析が認められた．このことから，血管内における赤血球との手法を用いて 1 本 1 本の脳微小血管および複数の血漿の分離が正しく行えていることを確認した．
血管径が 15 μm 以上の細動脈において Cv =微小血管間における血漿及び赤血球の流れに関する時間空間的な揺らぎについて定量評価するための0.2-0.4 であり，血管径が 7-15 μm の細動脈および細手法について検討した．

静脈に比べて小さい傾向がみられた．また，血管径が7 μm 未満の毛細血管では Cv = 0.3-1.9 と高値を示し，さらに時間的にも大きく変動していることがわかった．

２．方法
本実験に関しては電気通信大学動物実験倫理委

つぎに，赤血球と血漿の面積比の時間的変動と血管員会によって承認されたプロトコルに基いて行った．

径の変動との相関分析を行ったところ，いずれも血管

イソフルラン麻酔下で遺伝子改変ラット（GFP-RBC

径の変化との有意な相関は認められなかった．しかし，Wistar Rat, N = 4）の頭皮および頭蓋を切開し，観察

血管の径が 15 μm 未満の細動脈では，赤血球と血漿用のカバーグラスを脳表上に固定した．血漿成分はの面積比が 35-53％と，血管径が 15 μm 以上の細動スルホローダミン 101 (10 mM in saline)によって蛍光脈での面積比の変動 11-22％と比べて，大きく変動し標識し，大脳表面においてカバーグラスを通して脳血ていることがわかった．また，静脈でも同様な結果が管を二光子顕微鏡（励起波長 910 nm）によって撮像得られた．これらの結果は，血管径が赤血球の大きさした．赤血球および血漿からの蛍光は，バンドパスフに近い微小血管内の赤血球の流入に関する時間的ィルター(525/25 nm, 610/75 nm)を通してそれぞれ同な揺らぎが微小血管の径の変動とは独立に生じてい時に撮像した．撮像条件は，画像サイズが 128×256

ることを示唆する．そこで，次に赤血球と血漿の面積ピクセル(ピクセル解像度 1.0 μm/pixel)で，フレームレ

比と赤血球流速との相関分析を行ったところ，流速がートは 11.9 ms/frame とした．

低い血管ほど，赤血球の面積比が相対的に高くなる傾向が得られた．

撮像画像に対し，線形判別分析法を用いて各ピクセルの輝度値を血漿もしくは赤血球に分離した．つぎ

４．結言に撮像フレーム間で最大値投影し，血管領域を定義した．得られた血管領域内において，赤血球および提案法によって 1 本の脳微小血管及び複数の微小血漿のピクセル数をフレーム毎に計数し，赤血球と血血管間の赤血球の分配に関する時間空間的な変動

漿の面積比を求め，50 フレーム毎にこれらの面積比を可視化し，定量評価することが可能であった．

- 76 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（101）

骨格筋細動脈血管壁での血流によるずり応力○柴田 政廣，神谷 瞭
芝浦工業大学 生命科学科

張時には、ずり応力は全ての細動脈血管で安静時に比べ有意に低下し、血管径に依存せずほぼ同レベルになった。この結果は、大血管系と細動脈の生理機能の違いに起因すると考えられる。エネル
ギーロスを減らし効率的な血液輸送を目的とす
る大血管系に対し、安静時の骨格筋細動脈は、筋への血流を制限する抵抗血管として働いている
ため、ずり応力は大血管系に比べ必然的に大きくなる。一方、血管拡張時（擬似運動時）には、高代謝の骨格筋組織へ最大限の血流を確保するた
め、全ての細動脈においてずり応力を最小とする
ような大血管系と同様な適応制御機構が存在す
るのではないかと考えられる。

１．はじめに細動脈血管壁での血流によるずり応力は、血管内皮細胞での NO 産生等も含め全身の血流血圧調
節に強く関与しているが、微小循環の流体力学的特殊性から大血管系と比べ不明な点が多い。大血管系では、血管径はずり応力が一定となるように制御されていると考えられているが、抵抗血管である細動脈においても同様な制御機構が存在するかどうかは明らかではない。本研究では、直径50-120Pm の異なった血管径を有する細動脈を対象に、安静時（生理的状態）と血管拡張時での血管壁ずり応力を in vivo で求め、それらの関連を
検討した。
２．方法
実験には麻酔下ラットの骨格筋（挙睾筋）を用いた。ラット挙睾筋微小血管網の生体顕微鏡像を図 １ に 示 す 。 筋 中 央 部 を 流 れ る 細 動 脈 を A1
(80<D<120Pm）、A1 からの分岐を A2 (60<D<100Pm）、
A2 からの分岐を A3 (D<60Pm）とし、直線的で分岐のない上・下流２点を選び圧較差の測定部位とした。圧測定は、先端を平坦にした 24G のニードル(I0.55mm)で細動脈を上部から圧迫し、血流停止時の力から求める方法により行った。圧迫力と血管内圧の較正は、挙睾筋に流入する動脈（A0）の血流停止時の圧迫力（Ｆ）と尾動脈で測定した血圧値（ＢＰ）とが同等であると仮定して行った。
血管壁でのずり応力（W）は、細動脈上・下流２点間での圧較差（'P）とその距離（L）および血管径（D）から

図１ ラット挙睾筋の微小循環生体顕微鏡画像
細動脈の分類（A1–A3）と圧測定部位

200

Wall shear stress (dyn/cm2)

W= ('P)(D)/4(L)の関係式により求めた。実験は、まず安静時において A1、A2、A3 細動脈での測定を行い、その後
パパベリン（0.1mM）局所投与により血管拡張状態に保った上で同じ部位での測定を行なった。
３．結果と検討
ラット 11 匹による測定結果を図２に示す。安
静時の細動脈血管壁のずり応力は、上流(A1)から下流（A3）へと血管径が減少するに従い有意に低下したが、その大きさは A3 細動脈においても大血管系よりはるかに高く、100dyn/cm2 以上の値を示した。一方、パパベリン局所投与による血管拡150control100

dilated

50

0
A1

A2

A3

図２ A1-A3 細動脈でのずり応力測定結果- 77 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第２会場
OS7
⾷品およびソフトマターのレオロジー（１）- 78 -（102）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（103）

多糖類分散液のレオロジーが嚥下時の生理反応に与える影響○中馬誠＊，池上聡＊，松山信悟＊，石原清香＊，船見孝博＊＊

三栄源エフ・エフ・アイ株式会社［〒561-8588 大阪府豊中市三和町 1-1-11］
示した．試験分散液嚥下直後における耳下腺部 酸

１．緒言
近年、固形状 食品だけでなく液状食品 製品開化 Hb 信号強度 ，クエン酸濃度に従って増加し，こ発においても食感（テクスチャー）が重視されることが増加がみられる時間も延長した．試験分散液嚥下

咽喉内

後 2 分間 唾液量も，酸化 Hb 信号強度と同様 傾における物理化学的な刺激に対する感覚特性であり，向を示した．0.07% クエン酸が添加された試験分散

食品

液同士を比較すると，低粘度 も ほど酸化 Hb 信号

多くなっている．テクスチャー

口腔あるいレオロジーと密接に関連している．食品

テク

強度が増加した．一方，クエン酸無添加

スチャーやレオロジーがフレーバーや栄養・機能性成分

リリースに与える影響が知られており 1），製品開発において，これらが喫食時た．酸味

生理反応に対して感覚強度ほど低下したが，こ様々な影響を与える可能性を考慮する必要がある．
本研究で

試料分散

液で ，全て 粘度において同程度 血流量を示し，ヒトを被験者にした生理計測によって，，試料分散液粘度が高いも傾向，XG 分散液方がより顕著だった．

増粘多糖類分散液嚥下時における，唾液腺（耳下腺） 活性化とそれに伴う唾液分泌量を計測し，分散
液 レオロジーや官能評価と 相関を調べた．
２．実験方法
イオン交換水（1 mPa･s at 20℃，50 s-1）に，0%，0.07%，0.14%

クエン酸を添加し，これらにキサンタ

ンガム（XG）もしく

図 XG 分散液(0.07%クエン酸含有)嚥下時 酸化 Hb 信号強度

ローカストビーンガム（LBG）を分散させ 20℃における 50 s-1

４．考察

定常流粘度が 100，350

多糖類によってクエン酸 酸味がマスキングされた

mPa･s になるように調整した分散液（試験分散液）
動的粘弾性等レオロジー特性をフルイドレオメーター

試験分散液

ARES-LS1 （TA インスツルメント）で測定した．また，流量変化が小さく，クエン酸による唾液腺

上記 試験分散液を 3 名 被験者（全て男性，平均

クエン酸量で

年齢 33.0±10.4 歳）に嚥下させたとき 耳下腺部ることが示唆された．

酸素化ヘモグロビン（Hb）信号強度（≒血流量），多糖類なしなく酸味もより耳下腺部
活性血，

感覚強度に支配されてい変
５．結言化を顔側面部近赤外光計測装置 WOT-S20 (日立ハイテクノロジーズ）で計測した 2)．さらに，上記と同一

以上 結果から，飲食品 レオロジーがヒト 味覚

被験者 試験分散液嚥下後 2 分間 唾液分泌量を強度を変化させることにより，嚥下時 生理反応に影測定するとともに，各被験者に Visual analog scale

響を与える可能性があることが示された．

（VAS）法 でまとまり感，付着感など 食感や酸味
3)

感覚強度を官能評価させた．得られたパラメータ同士
1）相関を調べ，試験分散液 レオロジーが嚥下時
食感，味覚や生理反応に及ぼす影響を解析した．
なお，本研究は「人間を対象とする医学研究の倫2)理的原則」に則り，被験者に研究の目的と危険性について十分説明した上で実施した．
３．実験結果3）

XG 分散液 ，LBG 分散液に比べて，特に低ずり
度や低周波数領域で，固体的なレオロジー特性を- 79 -

文献
Baines, Z. V. and Morris, E. R. :Flavour/taste
perception in thick of guar gum and below c.
Food Hydrocolloids, 1, pp. 197-205, 1987.
Sato, H. et al. :Application of near-infrared spectroscopy to measurement of hemodynamic signals accompanying stimulated saliva secretion,
Journal of Biomedical Optics, 16（4）, 047002 ,2011.
Wewers, M. E. and Lowe, N. K.: A Critical Review of Visual Analogue Scales in the Measurement of Clinical Phenomena, Research in Nursing & Health, 13: pp. 227-236, 1990.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（104）

擬似咽頭通過に基づく食感評価システムに関する基礎研究○三輪昌徳＊，柴田曉秀＊，東森充＊，池上聡＊＊，中馬誠＊＊＊

大阪大学 大学院工学研究科［〒565-0871 大阪府吹田市山田丘 2-1］＊＊

三栄源エフ・エフ・アイ株式会社

１．緒言
高齢者が安全に咀嚼し，嚥下することのできる介護用ペースト状食品（以下，ペースト食と呼ぶ）が開発されている．ヒトが食感を評価するフェーズとして，口腔期（舌触り）と咽頭期（喉越し）がある．現状では，口腔期にヒトが感知する食感の評価手法 1）が提案されている一方で，咽頭期にヒトが感知する食感の評価手法は確立されていない．本研究では，ペースト食の咽頭通過挙動を擬似的に再現した実験システムを構築し，Fig. 1

Outline of artificial pharyngeal stage.

Fig. 2

Results of food texture evaluation.

ペースト食の咽頭期食感を評価する手法を提案する．
２．実験システム
図１(a) は，ヒトがペースト食を嚥下する様子を示している．この際の咽頭通過挙動を，シリンジとシリコー
ン製人工咽頭を用いて擬似的に再現する．図１(b)は，実験システムの概観であり，図１(c) は，図１(b)の人工咽頭周辺部分の拡大模式図である．人工咽頭は直方体であり，中央に円筒状の流路を有する．この流路の上端に，ペースト食を流入させるためのシリンジが装着されている．人工咽頭の 4 つの側面は剛体板で拘束されている．ただし，1 つの面において，剛とまり感」および「べたつき感」の官能評価値との関係

体板と人工咽頭の間に触覚器に相当する圧力分布を調べたところ，「まとまり感」については弱い負の相センサ（ニッタ株式会社製）が装着されている．リニア

関(R=-0.52）が確認でき（図２(a)），「べたつき感」につスライダにより，一定速度でシリンジのプランジャーをいては正の相関(R=0.67)が確認できた（図２(b)）．以

押し，ペースト食を人工咽頭に送り込むと，ペースト食

上の結果は，提案システムによってペースト食の咽頭の挙動に応じた圧力分布値を測定することができる．

期食感を評価できる可能性を示唆している．

３．実験

４．結言

ペースト食を評価するための食感として「まとまり本研究では，擬似的にペースト食の咽頭通過挙動感」，「べたつき感」が重要であるとされている．「まとまを再現する実験システムを構築した．複数種類のペり感」とは，ペースト食を嚥下する際，咀嚼により形成

ースト食による比較実験を行い，咽頭期食感を評価された食塊の崩れにくさの印象度合である．また，「べできる可能性があることを示唆した．今後は，食感評

たつき感」とは，ペースト食嚥下中の咽頭でのべたつ

価に向け，実験システム，実験条件，および圧力分布

く印象度合である．8 人の試験員が，市販品 5 種 A〜

解析手法を改良していく予定である．

E のペースト食に対し「まとまり感」，「べたつき感」の官
能評価を行い，その評価値の平均値を教師データと1)して採用する．ペースト食 A〜E に対して，擬似咽頭通過システムにおける圧力分布の時系列データを取得する．各ペースト食の圧力分布データ P(x,y,t) に対して， x, y, t について平均を取った圧力値ܲതx,y,t と，「ま- 80 -

文献
S. Kumakura, A. Shibata, and M. Higashimori:Texture Evaluation System of Paste Food by Using Elastic Imitation Tongue, Proc. of the 2016
IEEE Int. Conf. on Systems, Man, and Cybernetics,
2016, pp. 4781–4786.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（105）

ヒト胃消化シミュレーターを利用した力学特性が異なる
ハイドロゲル粒子の微細化挙動の観測
王 在天＊,＊＊，神津 博幸＊,＊＊＊，礒田 博子＊＊,＊＊＊，植村 邦彦＊，○小林 功＊，市川 創作＊,＊＊＊農研機構 食品研究部門［〒305-8642 茨城県つくば市観音台 2-1-12］＊＊

筑波大学 生命環境系，＊＊＊筑波大学 北アフリカ研究センターのぜん動運動については，成人の文献値（進行速度

１．緒言
近年, 消化性が制御された食品の開発に対する需2.5 mm/s，発生周期 40 秒）を参考にして設定した 1)．

要が高まっており，消化プロセスの基礎解析が求めら

消化試験終了後，内容物を目開き 3.35，2.36，1.18，

れている．ヒトの胃では，胃液による化学的消化と，胃および 0.60 mm の篩いを用いて分級し，各画分の湿壁でのぜん動運動による物理的消化が同時に進行し

潤重量を測定した．

ている．しかし, 試験管等を用いた in vitro 消化試験

３．実験結果では，ぜん動運動の考慮が難しく，食品粒子の微細化や胃液との混合を解析することは困難である．また，被験者による in vivo の消化試験には実験的制約があ調製したハイドロゲル試料の力学特性を測定した
結果，各ゲル化剤の濃度を制御することで，破断応
力を 20～60 kPa 程度に維持したまま，破断歪率が異り，得られる情報は限られる．

なるハイドロゲル試料を調製できることがわかった．

本研究グループでは，固形食品の物理的消化を主GDS を用いた in vitro 消化試験を行ったところ，ハな対象とし，胃のぜん動運動を模擬した in vitro 消化

イドロゲル粒子が経時的に微細化される様子が観察試験装置であるヒト胃消化シミュレーター（GDS, Gas-

された．胃幽門から排出され得るサイズである約 2

tric Digestion Simulator）を開発した 1)．固形食品の胃mm 以下に微細化されたハイドロゲル粒子の重量は，内微細化に影響を及ぼす因子の一つに，食品の力

消化試験時間とともに増加した．ハイドロゲル粒子の学に関する特性（以下，力学特性）がある．最近，異微細化度は，破断歪率が 30%～40%の間で大幅になる力学特性を有するハイドロゲルを用いた in vitro

低下した．破断歪率が 40%以上の場合では，ハイドロ

胃消化試験が報告されたが 2)，ハイドロゲルの力学特

ゲル粒子の微細化度は，破断歪率の増大につれて性と胃内微細化との相関は明らかになっていない．

緩やかに低下した．破断応力に影響に関しては，破本研究では，ハイドロゲルの代表的な力学特性が

断歪率が 30%の場合に部分的な差異が認められた

GDS 内部での微細化におよぼす影響について定量が，破断歪率が 40％以上の場合では差異が認めら解析することを目的とした．

れなかった．
GDS を用いて得られた結果より，ハイドロコロイドの２．実験方法
濃度の異なる寒天（和光純薬工業㈱）とネイティブ型

力学特性がハイドロゲル粒子の胃内微細化に与える

ジェランガム（三栄源エフ・エフ・アイ㈱より提供）を 90

影響の解析に有用な知見が得られた．

o

C に加熱した水に添加し，30 分間高速攪拌してハイ

謝辞

ドロゾルを調製した後，8 oC で 2 時間冷却させてハイ本研究の一部は，JSPS 科研費 16K16260，(財)日ドロゲルを得た．円筒状（直径 16 mm，高さ 10 mm）に

本食品化学研究振興財団，および文部科学省・科学整形したハイドロゲル試料をテクスチャー測定器

技術振興機構「センター・オブ・イノベーション(COI)プ（TPU-2D，㈱山電）に設置して，ハイドロゲル試料のログラム」の助成を受けて実施した．

破断応力と破断歪率を測定した（測定条件：プランジ
ャ ー 直 径 16 mm ， 降 下 速 度 2.5 mm/s ， 変 形 率

文献1） Kozu, H. et al.: Development of a Human Gastric
Digestion Simulator Equipped with Peristalsis
Function for the Direct Observation and Analysisof the Food Digestion Process. Food Sci. Technol.
Res., 20, 225-233, 2014.
2） Guo, Q. et al., Behaviour of whey protein emulsion gel during oral and gastric digestion: effect ofdroplet size. Soft Matt., 10, 4173-4183, 2014.

90%）．
調製したハイドロゲル試料 100 g を一辺 5 mm の立方体にカットし，人工唾液 30 mL と 2 分間混合して咀嚼を模擬した 1)．次に，人工胃液 260 mL（pH 1.3）を
上記混合物とともに GDS に投入し，37 oC で最大 180
分間の消化試験（37 oC）を最大 180 分間行った 1)．胃- 81 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（106）

モノの「やわらかさ」を測る押込試験システムの食品への適用○佐久間淳＊＊

京都工芸繊維大学 繊維学系［〒606-8585 京都市左京区松ヶ崎御所海道町］

１．緒言

生体の軟組織などの柔らかいモノは，身近に数多く存在しますが，その特性から必然的に大きくなる変形の理論的な解析や数値シミュレーションによる評価が意外に難しい課題でした．これは，力が加って生じた
大きな変形の挙動を高精度に測って数値で表すことが困難であったのが主な要因です．この結果，柔らかFig. 2. Evaluation of thin specimen and its translation

いモノの変形挙動を客観的・数値的に表す指標につto uni-axial relationship.

いては，専門分野や業界ごとに異なった指標が考案される状況を生み出され，食品分野でも評価したデータが他のモノと相互比較が難しい課題がありました．

そこで谷らは，高度な診断技術である触診を分析しそこで本報では，柔らかいモノの変形特性についた結果から，Hertz の弾性接触理論を拡張して図 2 のて，物理的な指標を用いて簡単に計測できる方法をように薄いモノでも Young 率 E の評価が出来る方法を示します．これは，医師の触診テクニックを解決のヒン提案しました．

トとして，ヒトの指で触れた感覚を弾性係数（ヤング

さらなる理論式の拡張によっては，図 3 に示すよう率）など物理学的な指標で表現する方法で，その高に，モノの粘性についても評価できる方法が提案されい客観性から，医療分野ばかりか食品の評価，材料ています．

開発，スポーツ科学など様々な分野で利用できます．
２．モノの柔さの押込試験法による定量化
軽く触れるだけで大きく変形する柔いモノは，モノの変形特性を測る標準的な方法である引張試験適用の難度が極めて高く，その変形の客観的な定量化も難しい課題でした．そこで谷らは，Hertz の弾性接触
Fig. 3. Simplified model of viscoelasticity by using

理論を拡張して，柔くて薄いモノでも高い精度を保っ

deformation rate D.

て弾性を定量化できる押込試験の評価法を提案しました．先ず Hertz の弾性接触理論では，Young 率 Eのモノに球圧子を押込むと，図 1 に示すように Hooke

３．結 言

則と等価なGの 3/2 乗の曲線について解析できます．

その変形特性が特に複雑で多岐に渡る食品につ

しかし Hertz の弾性接触理論では，押込まれるモノがて，その製品の品質を高めるためには，さまざまに「や半無限体である必要があって，薄い場合では誤差がわらかさ」を分析して研究開発，生産，管理する技術

大きくなることが知られていました．

の確立が求められます．本報の内容については，更に研究が進んでいますが，その成果が食品のやわら
かさの分析技術に活かされるものと考えられます．

1）

2）
Fig. 1. Evaluation of elastic specimen and its
translation to uni-axial relationship.

- 82 -

文 献
谷他：球圧子の押込試験による軟材料の厚さとYoung 率 の 計 測 ， 日 本 機 械 学 会 論 文 集 ，75A(755) ，901-908，2009．
H. Hertz：Über die Berührung fester elastischer
Körper, Journal für die reine und angewandte,
Mathematik, 92, 156-171, 1881.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017 





（107）

 

-



/

p
1

1

0

H

1

H
0
H

1
H

1O

H

3

1

1O

1

1O
2

1%

2
1.5g/100ml H

2H

H

O

H
50s-1

H

1

1
60

O

O
H

O 50s-1 H49

1

1

H

W

1

1
- 83 -

03

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第２会場
OS7
⾷品およびソフトマターのレオロジー（２）- 84 -（108）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

HMHEC/Cycloamylose （109） cycloamylose  61  62 ÑjW¬Ĭĭ`·ĬĬĬaÌi48B8»&B8įÖ350-0394 -~kºÏA)İ

ĬĬ

4ÆI48&086Q.8Í+Ċ¢íêÓýêÒru:*ĎħĤĢĚĤĩĊØïĜČčĦčħēĩôÛØïÎ6õzPñèćĄ
õögRRñäïeGð×ĆÓÎ6ö
5wyÛăø

RõØçćôÛØïāÒóĆÎ6ª[öÒJóòĦčħēĩzPÝ4óĆÝĄćïØĆÝÒ¿ÜĄģęĥôîØï¨bäêÓ





ô6

ÁöãćïÛĄçÒ3Xð×ĆÓ6ÁÝ
Þß

HMHEC tnô CA ltnĊu:äêÉõxT

J(DP)ÝĮëà

HMHEC ltnõ:FçąJÐöÒCD6 ĊpæĆñq@äêÓ\ðÒCA26 ĊpäêÉôöÐ

óĆÎ6õyPöûñċòĄćïØóØÓ

ö HMHEC |õÐô>äï4Þß1äÒshearáćöÒèõăÙóª[¤Ý¡äß(Ëð×Ć

thickening Ý¦ĄćêÓCA61 ôÛØïāÒÐö1ä

ô±'æĆñOĉćĆÓýêÎ6ôÛØïö DP1
õ¹Øö

õ¿

J(Ú÷ DP100)ô>æĆk}(~1/100)JäÜyPÝ2ĉĄóØÒñÚĄćïÛ

êÝÒLPõ$mY7PÜĄön
ð×íêÓCA62 õ/óTðöÒÐö4Þß1äÒý*ê G (w)öĪKØīđĥõTĊäêÓîýąÒCA61ąÒ¿¥§ãćïØóØāîõ¥'ð×ĆñÚðöĖĥôāÅĉĄçÒCA62 ðöKØđĥĊNRä

ĄćĆÓ

êÓCA62 õ6Áö 10053 ñÒÎ6õ6ÁÍ+

6ôÛØïöÒDP1 õ¿¥Pö>

ôÎßÒª[õRā=_ð×ĆÜĄāèõyPõ

ð×ąÒýê CA61 ñk³äïß¹ØöHßãćïØĆÓÚ÷ÒĒĐħęďĔĚĤ

ðćêñ©ÚĆÓĨ DP6, 7, Ûăø 8 õUóĆTÝ

yNRõ¹ØöHßĄćïØĆÓ\ð DP100 ñ DP99 öûü!åP
°ð×ĆÒñ;Éô­úĆáñóßÒÔåĄćïØĆÕ
ñ©íïā¸©ðöóØëĈÙÓ
6Á 1 Ċ²ÚĆÎ6Í+ôÛØïāÒDPĮ



HMHEC öKPÎ6ð×ąÒltnðölPÂÄõ

ôăąÒ6ÁĂPÜĄsãćĆÐñk³äïÒ4ÞĀõÐÝćĆÝĄÝõĦčħēĩzPĊ4Þß2ÚĆ®ĊÒćïØĆÓCD6 öÒáõÂñU

HMHEC/cycloamylose oêĀÒHMHEC õÂÄõôÛØï¦äêõðÝÇ<ãćÒèõcÐÝq@æĆñÚĄćĆÓCA26 Ă 62 ÝÒèćé

.#æĆÓ

ć CA25, 61 ñk³äï4ÞßóĆõöÒDP=12n+2(n öZY)ôÛØïùĤĘĐĔg¶Ý9:æĆêĀ
ltPõĕĥħĩĔ«?

HEC(Hydroxy-Ethyl

Cellulose)õ hydroxyethyl ,ôÒlPõÂĊð×ĆñÚĄćêÓ

÷äêg¶ĊSîÒHMHEC(hydrophobically modified
HEC)öÒèõÂÝ amylose Ă cyclodextrin óòñUyĊNRæĆ

yĊNRæĆÝĄćïÛąÒĦčħēĩÎ6Í+ĪÚ÷ Mw>1.0×104)ôÛØïÒ¿JĮõ¹ØÝ¦ĄćêÓĠĤĞĝėěÂĂd¾õăÙ
ôz:õ¼ÝzPóòôîØïāãćïØĆÓ
4{ĒĐħęďĔĚĤĨ(cycloamylose, CA)öÒĒ

g¶ĊV¼äÒèõcâßĉçÜó¼ĂÒãĄôö6Áõ¹ØÝõg¶ĐħęďĔĚĤĨñ!hõg¶Òîýąa(1,4)

õĂiĊV¼æĆÝ]ð×ĆÝÒÎ6À

D-glucose Ý{ôÃåêg¶ĊSìÒăąÎ¿JôÛØïÒzôą´äg¶ÝäÜóØğ

ó%ð×ĆÓHßD¯ãćïØĆ

ģĠĤġĩôÛØïā¦ĄćêvÝzæúÞð×Ć

DP6~8 ô>äïÒDP100 JýðĊ"ÿ CA Ċ½ñ©ÚĆÓ{Î6ôÈĄçõôÛØïāÒ!

RôăąRäÒµ HPLC ĊØï DP61, 62 ĊhôÎ6Í+ôÛØïÒfÜó6Áõ¹ØĂÒõª[õÊ¤äêÓHMHEC ñ CA oltnĊ­ZäÒ

Ħčħēĩs:ĪLPø:FçąJs:ī

- 85 -

6ÁEõCÝþæôîØïāM^£æĆ:ð×ĆÓ

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（110）

光を駆動力とする自律スイングゲルの調製
中村 駿介，○成田 貴行，大石 祐司
佐賀大学大学院 循環物質化学専攻［〒840-8502 佐賀市本庄町 1］
１．緒言
心筋細胞のように自律して拍動する材料は電池の必要のない人工心臓やペースメーカーの材料、自ら液体を輸送するホースなどに期待できるため興味深い。当研究室では定常光により体積を振動させる光駆動型自律振動材料を創造するために温度応答性のゲルに顔料をコンポジットした光-熱変換型の光応答性ゲル 1)を用いることを検討している。バイメタルからなるサーモスタット機構が位置を自励スイングすることにヒントを得て、転移Fig.1

温度の異なる光応答性ゲルを有する多層ゲルに光

Fig.2

Fig.1. Swing behavior of the gel head at 30℃照射を行えば、定常光下において自励するシステ

Fig.2. Time course of swing head positions X(t) observed

ムを構築できると着想した。そこで本研究では、

experimentally on ambient temperatures (a) 30, (b)転移温度の異なる光応答性ゲルからなる多層体の調製を行い、その受光時の変位挙動を実験及び数

N-isopropyl-acrylamide( NIPAM )ゲルが約 33℃、3値シミュレーションにより検討した。

層目の NIPAM-AAm ゲルが約 45℃で収縮し、1 層目に比べて 3 層目の収縮力が大きくなるように設計している。この自律的スイング現象をより深く知る為に、こ２．実験方法
1 層目に N-isopropyl-acrylamide( NIPAM )、2 層目の転移点の違いと収縮力の異なりを踏まえた現象モに Acrylamide( AAm )、3 層目に NIPAM-AAm を有デル(連立微分方程式)を構築し、数値的に解いたとする 3 層構造ゲルを調製した。この際、1 層目は無色

ころ、ゲル末端がレーザーを受光し始める場所と受光

透明、2 層目は黒色、3 層目は白色に着色した。調製しなくなる場所が異なる条件を入れることでスイングがしたゲルを( 350×5×3 )㎜の直方体に切り出し、膨潤表れることが明らかになった。このことは、感受温度の平衡に達したサンプルを観察試料とした。このゲルの異なるゲルを張り合わせることで一種のヒステリシスが一端を固定し、蒸留水を満たしたセルの上から垂らし生じ永続的な周期運動が生じたことを示唆している。

た。変位の挙動を観察する際には、水循環装置を用一方で、系内の環境温度が低いと受光により温め

いてセル内の温度を 10℃、20℃及び 30℃に保持した。

られたゲルの温度との温度差が大きくなり、放熱によ

透明な NIPAM ゲル側からゲルの先端に半導体レーる降温が速やかに起こる。このため、振動の周期が短

ザー( 532nm )を出力 0.7mA で照射し、その時のゲルくなったと考えられる。この結果は数値シミュレーシ

末端の挙動を CCD カメラを用いて撮影し、画像解析

ョンの結果を良く表した。

ソフトを用いて解析することにより変位を評価した。
４．結言
感受温度の異なる温度応答性ゲルを積層すること

３．実験結果および考察
結果及び考察 一定出力のレーザーの受光に伴で定常光で自律的にスイングするシステムを構築でき

い、ゲルの末端部分の位置はスイングを繰り返したることを実験及び数値シミュレーションから明らかにし( Fig.1. )。その平均周期 T は 10℃、20℃及び 30℃にた。

おいて、T10℃=400 s/回、T20℃=480 s/回、T30℃=540 s/
回。また、平均振幅 A はそれぞれの温度で A10℃=138

1）µm、A20℃=145 µm、A30℃=174 µm であり、環境温度と周期及び振幅は比例関係にあることが分かった( Fig.2. ) 。 こ の ゲ ル シ ス ム で は 、 1 層 目 の- 86 -

文献
Suzuki, A. and Tanaka, T.: Phase transition inpolymer gels induced by visible light. Nature，
346，345-347，1990．

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（111）

アガロースゲルの流体摩擦
上瀧守，○鴇田昌之
九州大学大学院理学研究院物理学部門［〒819-0395 福岡市西区元岡 744］

１．緒言

急 冷 温 度 は

1.0

38.0 ℃ で あ る ． 図から，アガロースゲの昇降に伴いゾル・ゲル転移をすることは古くから知ルからの光散乱パ

I (A.U.)

アガロースは海藻由来の天然高分子であり，医薬や食品に多用されている．アガロース水溶液が温度られており，これまでに数多くの研究がなされている．
通常，室温まで冷却されたアガロースゲルは強く白濁

ターンは明らかな
極大を示すことがする．これに類似したゲルの白濁現象は様々なゲル

わかる．このような0で観測されており，その一部については，その網目構

0

2.0

4.0

6.0

特徴的な散乱パタ

6

q (10 /m)

造も明らかにされている．しかしながら，アガロースゲ
ルでは白濁化の要因，白濁ゲルの構造については殆ど明らかにされていない１）．本研究では，これらの点を

図 2 ゲルからの光散乱パターン．ゲルの濃度は 1.0（●），2.0（○），3.0（■），5.0（□），7.0wt%（♦）であ明らかにする目的で研究を行ったので報告する．

る．

２．実験方法ーンは，相分離，特に尖点分解により相分離が進行

最初に，ゲルを調製する条件を決定するため，アガしている系に特徴的なものであることが知られている．

ロース水溶液系の相図を決定した．濃度の異なるア
ガロース水溶液を恒温槽にておよそ 60℃から室温ま４．考察

で冷却し，ゲル化温度と曇点を決定した．この相図を

図 1 に示した結果から，アガロースゲルの摩擦係数

もとに溶液状態から 30.0 ならびに 38.0℃へ急冷しては，均一なポリアクリルアミドゲルのものと比較すると，試料ゲルを調製することとした．光散乱並びにフリクシ

およそ２桁小さいものであることがわかる ４）．すなわち，

ョン測定用のゲルを同一の条件で調製し，各々の測流体はアガロースゲルの内部を容易に流れることを示定に充てた．小角光散乱，フリクションの測定には自している．光散乱の結果を考慮すると，アガロースゲ

作の装置を用いた２）３）．

ルの小さな流体摩擦は相分離構造によるものと考えられる．講演ではゲルの構造について詳細に考察し，

３．実験結果図 1 にゲルの摩擦係数の濃度依存性を示した．こゲルの流体摩擦との関係を明らかにする．

の図から，アガロースゲルの摩擦係数はアガロース濃度のおよそ 1.5 乗に比例して増加する．少なくともこの

friction coefficient (Ns/m 4)10

結果からは，従来得13られた測定結果と同一の濃度依存性を

10

12

10

2）

示しているように見え
3）

る．
10

1）

図 2 にはアガロー

11スゲルからの小角光散乱の散乱パターン

10

0.1

1

10

concentration (g/100ml)

100

を示した．

図１ アガロースゲルの摩擦係数- 87 -

4）

文献
Morita. T., et al., Phase behaviors of agarose gel.
AIP Advances, 3, 042128/1-13, 2013.
Doi, Y. and Tokita, M., Friction coefficient andstructural transition in a poly(acrylamide) gel.
Langmuir, 21, 9420-9425, 2005.
Dobashi, T., et al., Light scattering of a single
microcapsule with a hydrogel membrane.
Langmuir, 14, 745-749, 1998.
Tokita, M. and Tanaka, T., Friction coefficient ofpolymer network of gels. J. Chem. Phys., 95,
4613-4619, 1991.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（112）

Microrheology of kappa, iota, and mixed kappa/iota carrageenan gels by
multiple particle tracking and optical tweezers
1

1

2

2

1

○Lester Geonzon, Faith Descallar, Stephen Flores, Rommel Bacabac, and Shingo Matsukawa
Department of Food Science and Technology, Tokyo University of Marine Science and Technology,4-5-7 Konan,
Minato, Tokyo, 108-8477, Japan
2
Medical Biophysics Group, Department of Physics, University of San Carlos, Cebu City, Philippines

1

1. Introduction
A generally accepted model of the gelling processof carrageenan solutions involves a coil-to-helix
tran-sition followed by aggregation of helices forminga space-spanning network [1]. Here, the gelation
mechanism of κ, ι and mixed κ:ι CR isoforms was investigated using multiple particle tracking utilizing
video microscopy and active microrheology using optical tweezers (OT).
2. Experimental Method
Sodium-type Kappa (KC) and Iota (IC) Carrageenan powders were kindly supplied by MRC Polysaccharide Co. (Tokyo, Japan). Carrageenan were diluted
with deionized water added with 10mM KCl with further stirring and heating at 90⁰C for 30mins. 1μm and
0.3μm fluorescent microspheres were further added at
90⁰C to a final concentration of 2%. Carrageenan solutions were mixed at 90⁰C for 30mins for the mixed
systems with a 1:1 KC/IC ratio.
Using video microscopy, 15-20 particles weretracked and images were captured using a 1.3 M CCD
at 30 frames s-1 viewed using 100x/1.30 Nikon oil-type
objective. Center of mass of each particle was tracked
and the mean square displacement (MSD) was calculated by Mathematica (Wolfram) program. Fitting werecarried out at lag time W=1-10s to give diffusion coefficient D and exponent n for each temperature.
To implement active microrheology, a single particle is trapped by optical tweezers (OT) on a stepping
motor driven pair of mirrors. The particle at position r= (x,y) feels a restoring exerted by the optical trap position ro = (xo,yo) that is Fo = -k (r-ro). We followed two
protocol sketched in Fig.1 a and b. In Fig.1a, trapped
particle was moved in (x, y) directions. In Fig.1b (i) the
trap is kept fixed at position ro during time t0 d t dt1.
Here the particle is in thermal equilibrium with surrounding fluid thus, enable us to calculate the trap
stiffness k of the optical trap from the thermal fluctuations (x,y). Then (ii), at time t = t1, optical trap starts tomove at constant velocity v. At trap position xo = Xo,trap movement is reversed to position xo=-Xo following a sequence of back and forth movements.

3. Results and Discussion
From passive particle tracking experiment, IC andmixed KC/IC shows a wider variance in the decreasing
diffusivity as gelation proceeds. MSDs for particles in
the mixture could be divided into two groups to givedifferent Ds and ns as shown two points connectedwith thin lines. Displacements of embedded particles
in the IC gels demonstrated higher diffusivity compared to that of KC gels while mixed system appears tohave the lowest diffusivity. It is also found that the
diffusivity for all gels decreases with decreasing temperature.
Figure 2 shows the differences in probe displacement with the movement of the optical trap. At hightemperature, movement of the probe clearly follows
the optical trap in KC, IC and mixed KC/IC. At gelling
temperature, probe displacement varies with different
locations especially in the mixed KC/IC @ 250C. Thiscan be related to the different micro rheological properties which is due to the gelation of IC (at 30 0C)
ahead of KC (at 20 0C).

Figure 2. Temperature dependence of probe displacement by OT

4. Conclusion
We observed probe diffusion behavior and observed differences between different carrageenan
isoforms, which can be associated to differences in thegelling mechanisms. It is hypothesized that with decreasing temperature, particle diffusion is inhibited dueto the corresponding polymer network stiffening.
Acknowledgement
The authors are grateful for financial support from a
Grant-in-Aid for Scientific Research (No. 26282017) from
the Ministry of Education, Culture, Sports, Science andTechnology, Japan.
References1.) L. Du, T. Brenner, J. Xie, S. Matsukawa.: A study onphase separation behavior in kappa/iota carrageenan mixtures by micro DSC, rheological measurements and simulating water., Food Hydrocolloids, 55, 81, 2016.

Figure 1. Experimental protocol to implement active microrheology.

- 88 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（113）

Aging effect on network structure in agarose gel
studied by NMR and electrophoresis
 Faith Bernadette Descallar, Koki Tani, and Shingo Matsukawa
Department of Food Science and Technology, Tokyo University of Marine Science and Technology,
4-5-7, Konan, Minato-ku, Tokyo, Japan 108-8477
1. Introduction
Agarose is a linear and sulfate-free polysaccharide
extracted from red seaweeds. At high temperature,
agarose chains appear to be in random coilconformation and reaching gelling temperature; coils
reorder to form helices and subsequently aggregate toform a gel network. Thick bundles of aggregates formin the network of this polysaccharide thereby forming
rigid and turbid gels. The formation of thick bundles
leads to the thinning of polymer chains among thebundles as a result of which the local viscosity is
reduced, which in turn markedly affects the molecular
diffusion in gels[1]. Agarose gels also show considerable
degree of hysteresis between its melting and setting
temperatures.
Agarose gels are widely used in food andseparation technologies due to its gelling properties
however much less attention is focused on the aging of
this hydrogel. Hence, this research aims to study the changeof the network structure of agarose in different storage time
conditions using NMR and electrophoresis studies.

Figure 1. Storage Time dependence of Diffusion coefficientof dendrimer.

Figure 2. Changes in Electrophoretic distances at different
concentrations of agarose with increasing storage time.

2. Materials and Methods
1% Agarose gels were prepared using a purified,
low EEO type agarose (A2929, Sigma-Aldrich)dispersed in D2O and stirred at high temperature. 0.1%
of PAMAM dendrimer containing COONa terminalgroup was added as a probe molecule in the gel. NaN3
(Sigma Aldrich) was also added to solutions to prevent
bacterial
growth.
Agarosegels
storedforelectrophoresis experiments are prepared in samemanner but with H2O and without the addition ofdendrimer. Electrophoresis of 20bp DNA ladder (DyePlus) was done with a running time of 30mins at 194V.
Pulsed-field-gradient stimulated echo (PGSTE) 1H
NMR method was used to determine the aging behaviorof agarose solutions using a Bruker Avance II 400WB
spectrometer. The decay of the echo signal intensitywith increased gradient was used as the molecule’s
diffusion coefficient relating to the viscosity and the
local interspatial environment of the medium. Equation
1 is used to calculate the diffusion coefficient of thedendrimer where I is the intensity; gyromagnetic radiusγ, gradient strength g, diffusion coefficient D, gradientpulse lengthδ, and Δ as diffusion time.

The same behavior was observed from the gelelectrophoresis experiment using varying concentrationof agarose as shown in Figure 2. In all of theconcentrations, the electrophoretic distance of the DNA
ladder increases as the number storage days also
increases. This clearly support that thicker bundles ofagarose continue to form in the network as aging
process proceeds.
5. Conclusion
The diffusion coefficient of dendrimer has beenstudied using the PGSTE 1H NMR method. Aging
behavior of agarose reflects further aggregation of gel
network with increasing storage time. This finding is
also consistent with the results of electrophoresis.
Acknowledgement
The authors are grateful for financial support from theGrant-in-Aid for Scientific Research (No. 26282017) from the
Ministry of Education, Culture, Sports, Science andTechnology, Japan.

(1)

3. Results and Discussion
Figure 1 shows the single-component diffusion
coefficient of the dendrimer that tends to increase as thenumber of storage days increases. This suggests thatprobe molecule diffuses easily in the medium withincreasing storage time. This could be related to theaging effect of agarose that the aggregates thicken
leaving larger spaces for the dendrimer to diffuse faster.

References
1) Matsukawa Shingo, Daisuke Sagae, Akiko Mogi (2009),
Molecular Diffusion in Polysaccharide Gel Systems as
Observed by NMR, Colloid Polymer Science, 136, 171-176
2) Dai Bona, Matsukawa Shingo (2013), Elucidation ofgelation mechanism and molecular interactions of agarose insolution by 1H NMR, Carbohydrate Research, 365, 38-45

- 89 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（114）

Dynamic Rheological Properties of Mixed Carrageenan Gels
Under Large Strains○Shingo Matsukawa＊, Stephen Flores＊＊, Faith Bernadette Descallar＊, Rommel Bacabac＊＊＊
Department of Food Science and Technology, Tokyo University of Marine Science and Technology,
4-5-7, Konan, Minato-ku, Tokyo, Japan 108-8477＊＊
Medical Biophysics Group, Department of Physics, University of San Carlos, Cebu, Philippines
1. Introduction
Kappa and iota carrageenan are two commercially

4. Discussion
The softening of the elastic moduli and expressed

important kinds of carrageenan. Kappa carrageenan

increase in the viscous moduli is a hallmark behavior

produces rigid and brittle gels in the aqueous solutionsof soft glassy materials [3]. The gel network behavesof potassium salts. Iota carrageenan on the other hand

as if a colloidal glass based on the dynamic rheologicalyields soft and elastic gels in aqueous calcium salt so-data. Most of, if not all, the systems that follow thislutions [1-2]. Mixtures of two or more polymers cantheory are either naturally in the form of spherical par-show complex properties that depend on the total

ticles, or theoretically treated like one. The kappa-iota

polymer concentration, relative proportion of each ofcarrageenan binary gel, however, is a gel network

the components and the temperature. The rheologicalformed by individual chains from helical structuresproperties of carrageenan are one of the major factors

and not spherical shells. After removal of the stress,for determining the functionality in any applications.

the gels exhibit an expressed increase in the strain.
Details of this phenomena will be discussed in thepresentation.

2. Materials and Methods
Sample solutions of mixed carrageenan are made bycombining kappa and iota solutions (10mM KCl) witha 1:1 ratio at 90 C. Oscillatory shear measurements are

5. Conclusion
The weak strain overshoot in both the strain sweep

performed with a HAKKE MARS II stress-controlled

and pre-stress imply that, probably, the spaces in be-

rheometer with a parallel plate geometry (d=35mm).

tween the hydrogel or the long chains formed by the

The samples are polymerized by cooling down the

mixture behave like spherical particles, ultimatelyoodominating the response during large deformations.

sample to 10 C (f=1 Hz, γ=1%). This is followed by a90-min equilibration step to assure that the G’ and G”
have stabilized. Nonlinear rheological measurements
are applied using two methods: linearly increasing the

Acknowledgement
The authors are grateful for financial support from astrain by varying the strain rate (differential strain) and

Grant-in-Aid for Scientific Research (No. 26282017)superimposing a small amplitude oscillatory stressfrom the Ministry of Education, Culture, Sports, Sci-

over an applied pre-stress (pre-stress method).

ence and Technology, Japan.

3. Results
1）Standard strain sweep test reveals that the extent oflinearity of the sample is only within up to a criticalstrain of 3%. Beyond this, the network exhibits strain2）

softening. In the nonlinear regime, the binary gelshows the same intermediate properties. At large
enough strains, all gels exhibit strain softening in the3）elastic moduli due to irreversible deformations introduced in the gel networks.

- 90 -

References
Hu, B., Du, L., & Matsukawa, S., NMR study on
the network structure of a mixed gel of kappa andiota carrageenans. Carb. Poly., 150, 57-64, 2016.
Picullel, L., Nilsson, S., & Muhrbeck, P., Effectsof small amounts of kappa-carrageenan on therheology of aqueous iota-carrageenan. Carb.
Poly., 18, 199-208, 1992.
Hyun, K., Kim, S. H., Ahn, K. H., & Lee, S. J.,
Large amplitude oscillatory shear as a way toclassify the complex fluids., J. of Non-Newtonian
Fluid Mech., 107, 51-65, 2002.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 91 -（115）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第２会場
OS7
⾷品およびソフトマターのレオロジー（３）- 92 -（116）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

"（117）

! #

ĄJ)­OŢţAlice MutieŢŢ, j¤p1ŢţMKÕ FŢŢ

,
0 [ 852-8521 12
Kenya Marine and Fisheries Research Institute1/0/0

38 1-14]

ŢŢ

%$

Õ

Õ ġ^ćģţpuÓ%ĥĿŎķ15Şĸ!»ġİĲāßÛţĂÛÆčĕĳĮĢĢţ-rÈĽŌřķÓĢÔĶţ

ġĦĔIďėĠĉ

WaĖĳġİĲţŀŚT]²ġĴĘŇŘŉŝŝ Ķ£rÈČěŁŅŌĝ½·ĝĎĳ

) ŇŘŉ

Ķ:0Ĕ

č±ċıĴţÓÔ{ÁġĒĴı]ĢbhĶ?đĳ¹4čA7ĖĳčªĵĴĘĆÕ

ŀŚT]ġÉĖĳ¹ňŝŐĽ¾]čā ţĂ
ÆĝĈĳ

Ķ§ĔĘ

ą

ŤēıġţaĝģŀŚT]²čĴĘľŚşŒĢśœŚġ%ĤĠĉŊĸ
ŘőķÔwŇŘŉŝĢŀŚT]²f2ĞĔĜţaeġ¿ÏGĶĖĳm_ĶºĔĘŤnţōĹŚŐşŉÔwŇŘŉŝĢ;,ţ

&č

ĢÓ¨Ģ

ĞĝĈĲţf2č

Fig.1 Change of protein yield during 23ă-incubation after the heat-extraction stepÕ

ĭıĴĘŤu¥©ģţĒĢ&f2ĞĔĜţ( ăÕ ÔłĹņĢ

aW¢ęġăġÊĔĹŝļŖşœŃŗŝ

éïâÞÜáôúÚÕ éïãâÜßôúÚÕ éïåäÜãôú +°ĢÔĶĉĜ

Ėĳ_Ģs"\Ķ:0ĖĳŤĪĘţōĹŚŐşŉģ

aĔĘËĢ&ģ ìøöÜÕ à ĞĠĲţÑġţãÜáäţÓ¨ġħ<9ÓčēĴţ<ĎĠłĹņĢ
ÔĶ/ĬZčĈĳ

ČıţÓÔłĹņġİĚĜŇŘĠĳ óÚÕ ïÕ ýøĀõ °ĞÚÕ ÇLĝĐĘßÜäæţæÜåßÚÕ àÜçãÚÕ ßÜåßÖĞ´ĔďĠĲţ$kÓÔįd

ÔÓĢłĹņčHēĉĮĢĨğ³>Ġ

čĚĘŤÕ

ŉŝ&čUÐĶ(Đĳ*²\ġěĉĜy¼ĔĘŤ&$ÕĔĘōĹŚŐşŉÔĶo: ßÚàÙġXĚĜÃţķ

ŚĻřWēėĘŤà ÄĢµĶ!ċ
æÞăţÞÜã÷ü !Wţ¢ęġ àáă|ĝ#ĔţäÞÕüûú ĝ ÞÜãàâ÷ü Í¡ĔĜaĶYĘŤňŝŐĽ¾ÕRĶ éøÿüõþ ĝĭ&Ķ¬ĔĘŤàÞÕúöÝúù 

Fig.2 Difference of protein yield depending on the size of material scale or the bodyRĞĔĘĶ ãăÚàâ÷ü #ĔĜYĘŀŚĢ¦lS

length of scale-collected Nile PerchRĶCĔţaĢňŝŐĽ¾®]Ķ óêóÛñèíë
ĢŋŝŃŌŔŌřşİĲ»xĔĘŤ~ġţÔĶ<H à °($ØóÚÕ ïÕ ýøĀõÙġĐţ°ġ æÞăţÞÜã÷ü aĶ¶ĉ&Õ ōĹŚŐşŉĝģţæÞăţÞÜã÷ü aW àáăÚÕ ÕĢLßà÷ü cĖĳeč îí ŇŘŉŝĢ&f2ĞĔĶ ī Ę Ť Ī Ę ţ O 8  Ç Š éï š ĝ á °ØéïâÞÜáôúÚÕ éïãâÜßôúÚÕ éïäÜãôúÙġĐĘÓČıd

Ĝs"ĝĈĲţŁŅŌġEĖĳĞtVĝĎ

'ĔĘÔġěĉĜ&ĢL

ĳŤ-Óĝģţ$kÓÔłĹņčHēĉČdÔÓĶy¼ĔĘŤÕ

čHēĉ;,ţ&č³>ĞĠĳ'$UÐĶċĳ¸iĢ¹4čqıČġĠĚĘŤÕ ÕÕ àáăĝ ÞÜãàâ÷ü Í¡ĖĳeĶÀ!ĔĘ;,ţ
ìøöÜÕ ß ĢİĊġţŇŘŉŝĢ&ģcrÈĢ¯ÂġßÙĉ.ĔţcrÈ ßà÷ü ĝ áÜæáÖĪĝf2ĔĘŤĒàÙĢ àáăÍ¡ceģţŇŘŉŝĢā ţĂ Æ/Ä
ĞŀŚT]²ġģUÐĶ%ĩēĠČĚĘŤĒĢ

ĮqĔţ&ġČıţæÞăţÞÜã÷ü ĢaĝģţōĹŚŐşŉÔČıÕ- 93 -

áÙvĪīţMKFťŀŚSRġĴĘÓwŇŘŉŝĢ½·
ĞZţé×òŠÌ@šţàåØáÙţßßçÛßàáţàÞßáŤÕ
J)­OţèùøôõÕ ðÜţ[=DţzÎQţ6}gqţMK
FťNÓwŇŘŉŝĢļŕŘĽňřŇşŃŗŝţ«áæ 3puŏĹĺśĺŜńşB P `ÅţäçţàÞßãŤÕ
J)­OţèùøôõÕ ðÜţMKFť¿ÏGĶĔĘÓÔwÒSRŇŘŉŝaţ« áç 3puŏĹĺśĺŜńşB
P `ÅţääţàÞßäŤÕ

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017


ńò

ƫ



ƫ

（118）



ƫ

8Ā Ƭģg÷ Ƭ¨0¥ ƬÅ8"ƫƬď{ĀQƫƫƬē)Oƫƫƫ
ƫ|äąLSł ąSĬ ưň448-8542 |äàƫƫğc

ƥğÕh² 1ƱĴÑ¸SĬ ưň950-8680 Ãc¡-ºĂƥÅ 471ƱÃàïLSƫƫƫ?Á+a§LSł ưGlyn O. Phillips Hydrocolloid Research Centre, School of Food and PharmaceuticalEngineering, Faculty of Light Industry, Hubei University of Technology, Wuhan, 430068, ChinaƱ
ƜƐƤĒ 8800Fƪŝ3ŮĤŨƬĔōŐŢ®¶#4Ʃ%ƪ

ŲŰŢĢĥŠƒƤƬ¾ĭƬİ´ŠşţĮ¬šŬůØĮĪêųûŜĒĨŒŰŜŊů

1ƪųƅƓƌƩƩ£ƪz³±Ē ŁĹìĘóƪŬŮóœŘƮƮÍšƒƤţƬĮ

¬šŬŮÑŔŘÆįźƃšŬŚŜÑBŢĆnŎƯÊāƩ25Ń1 ĴôƪƬŒƒƤŢĊĜƩżƞƃƌƬżƞƙƪųĊrĊbĘƩžƏŹƘƐ

ŰŜŊů 1ƪƮĮ¬ţƬ§(ÓŢËÎ~ŢŪŢŞŅć

ƠƆĒ CRƭ5ƪŝĜŤŘƩÂ D65Ƭĕı 10°ƪƮƒ

É×šRAŕůċlū¢ÌŠşōŭœŘıÑĮ

ƤŢżƞƙų 25mm ïšœŅ^ķĒơŸƎƧ

¬šL!ŒŰŜŌŮƬvĄŢØĮ$ţmŊŎƬcġƍ

ƩREƭ33005ƪŝƋżƃƈƜƧųÀTœŘƩƕƞƤƂƜ

ƞŵŵƧƃƌšŠŊÏÍŠ7ūĽŮųƧÞt 20mmƬħj 1mm/secŅ« 50%Ƭ¿j 25ŃƪƮŝŏů"Ç

ŎŉůƮØđŝţƬð 6 ªÒ§ŅBÒB»ŢĩųÝÚšƬőŰŧŝkĻŞœŜ3ŮŲŰŜŏŘ|äàüıĎŢśŝŉůæ/ŀù
âÝœ

2ƪ

[

1Ţčš

ƬĒƒƤUľųĐŊƬ­Wìū®¶#4Š

æ/ŀù

[

1ƩčƪÔ

ıÑĮ¬ƒƤŢeC

3­WìţƬëµŎ 2.99cm /gƬƐƧƆŵƙµţ 2.25
cm3/g ųèœŘƮëµŢ­WìŎƐƧƆŵƙµŬŮşųĜŤŅŗŢPpyšśŊŜ¦ęœŘƮLŏŊŢţƬØĮŎĳĴŝŉůŘũØĮ$ŢmŊĮ¬ŝŪ.šĆ*œŘŘũŞăŋŭŰŘƮƒƤĹ

Ưe 24 f 12 š|äàæ/cã`¹ŝ2íŒŰŘæ/ŀù[1šśŊŜţëµŢ®¶#4Ŏø 60ƨƬƐƧƆŵƙ
µţ 7ƨųèœƬëµŢƒƤţ­WìŅ®¶#4ŞŢËõƩ¤Ʀčƪų YPD ¼EBšŰ 30Ń2ŪšLŏōŚŘƮŒŭšƬĉšĻŒŰŜŊů5ĴEļvƬőŢ¼EBŢĬųŘŠ YPD ¼Ʃ¤ƪÔEBš·œƬ30Ń2 ĴĸÿœŘƮŒŭšƬőŢ

­WìŎ 2.93 cm3/gƬ®¶#4ţ 54ƨŝƬƋżƃƈƜ

Ĭų>EBƩYPDƬYMƩƁŽƗĒƪƬƛƠƌƁƢ

ƭÀTšŌŐůx$ŪťŦñœōŚŘƮőŰŧŝkĻ

ƉƕƩXÄ:iĒƪƪšIdœ 30Ń2 ĴEļŒŖŘƮ

ŞœŜ3ŮŲŰŜŏŘ

ƯUĺwĲƩŸƟƤƒƃĒ CX41Ƭ
DP26ƪųÓŊŜƬĮ¬ŢžƢƏƧųĖZœŘƮţƬ1ŢıÑĮ¬½%ƒƤųëµŝĜĒŕůŞƬ

1čĬŢMÉĮ¬Ŏ¤Ĭš,ŕůŞZŒŰůŘũƬ

vƬØĮĻ9Ţ%aųÝœŘkĻŢ'¸ÓŎ°ũŭŰůƮ

áơƤƄ 10 Ƭ\ÌƩßbƪơƤƄ 100 ŞœŘƮƯcġo$õƩ¾ĒŹƚƟƝƪƬú¯ƬƛƠƌƒŶƇƧƩƣƠƊĒƪƬĮ¬ų§(ÓƘŻſƧł kĻŢ'¸ÓšŬŮƬð 6 ªÒ§ŢÐŞœŜƬ

ƩŻƉƈƤŷŵƍéĒ KSM5ƪšŜœëųŮƬŊűŊűŠØĮĻ9Ţ%ašsïśŞuŝŏůƮ

28Ń4 ĴĸÿœŘƮŗŢvƬÙöƬĻJƬÈJƑ
ƆƧŠşų%ŋŜœªØĮœŘƩ28Ń2 ĴƪƮźƃŏƦqŅƖƤƈƆŵƙƩ28Ń20 ĴƪvšÑB
430g ųÊŏDšŰªØĮųœŘƩ38Ń4 ĴƪƮźƃŸƧƔƤŝ 200Ń25 ĴÊœŘƮł ƐƧƆŵƙµŢH4ƬØĮĴų 38Ń100 ĴŞĚTœĒƒƤœŘƮŠŌƬUľţ 4Ʋ5 ;þŮĦœŘƮ
ƯÊvƬV¿ 2 ĴvŢ
ƒƤŢ­WìųĎëÿµŝ°ũŘƮƒƤNĬųýšœƬŗŢĹÖųĿėjƃŻƜƎƧƩŻ

- 94 -

åîŢĬţƬe 25 fjŷƟƀƖƃŴƧƐƠ
ƍXKĠ<Ţ&šŬŮUœŧœŘƮ

1ųŒŚŘ JA ŉŊřNæ/@Čě©š}ĝĈœŧŕƮ1ƪ ē^ĵĨƯ]_īĶÜņ=ėł xÓwÑÌŢ
FçäĞŇƬŸƧƙéƬp.65Ʋ67Ʃ1981ƪ
2ƪ ò 8ĀƬē)OƯÛĠ<µ ł ŷƟƀƖƃƦŴƧƐƠƍXKĠ< e 25 fjG6Ƭp.147Ʋ152Ʃ2014ƪ

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（119）

ゼリー状食品のかたさ測定における試料調製方法の違いが物性値に及ぼす影響○早川結樹，川上智美，武田安弘
森永乳業株式会社 研究本部 健康栄養科学研究所［〒252-8583 神奈川県座間市東原 5-1-83］
１．緒言
レオロジー測定によって得られる食品の力学的特性（食品物性）は、舌触り、歯ごたえ、歯切れ、口どけ、（2）温度調整方法の違いによる影響の検討
5℃に保管した試料を室温で切り出した後、測定する温度（10℃）に馴致する時間を変えて、測定を実施

喉越しなど、咀嚼・嚥下の際に重要となるテクスチャーと密接に関連している。特に咀嚼・嚥下機能が低下しやすい病者または高齢者において、食品のかたさ、した（30 分、60 分、90 分、120 分、150 分）。

付着性および凝集性に関する力学的特性は重要であり、その特性値に基づき咀嚼・嚥下に適した食品の規格基準が設けられている。代表的な規格基準とし（1）切り出し方法の違いによる影響の検討
切り出し方法により、かたさ、付着性、凝集性の測定値に違いが生じた。筒状治具は専用抜型に比べてて「えん下困難者用食品許可基準」および「嚥下食ピ
ラミッド分類」があり、それぞれ測定時における条件が規定されている。

測定値としてかたさが大きく、付着性が小さく、凝集性は高い傾向にあった。この傾向は A ゼリー、B ゼリーとも同じであったが、差の大きさは異なった。

クリープメーターにおける測定条件（2）温度調整方法の違いによる影響の検討
馴致する時間による影響は A ゼリーで認められなかったが、B ゼリーで認められた。B ゼリーのかたさは

測定項目
容器
試料の調製法プランジャー
圧縮速度
クリアランス
測定温度

えん下困難者用食品
嚥下食ピラミッド
かたさ、付着性、凝集性
かたさ、付着性、凝集性
直径40mm高さ20mm（または
直径40mm高さ15mm
15mm）
試料を容器の高さ15mmに充填 容器の大きさ（直径40mm高さする。なお、製品と同一の組成 15mm）に切り抜き、空気が入らを有する調合液を容器に充填 ない様に充填後、固形化し、測定することも可
能
直径20mm高さ25mm
直径20mm高さ8mm
樹脂製
樹脂製
10mm/sec
1mm/sec
5mm5mm冷）10±2℃、20±2℃
15℃または45℃温）20±2℃、45±2℃

３．実験結果馴致時間が 120 分まで同じ値であったが、150 分後でのみ減少した。
４．考察
切り出し方法の違いによる物性値の差は、切り出されたゼリーの直径の違いによるものと考えられた。

しかしながら測定値に影響を及ぼすと考えられる試料の調製方法（切り出し方法、温度の調整方法等）については詳細な規定が無く、測定手技の影響を受け

φ40mm の筒状治具で切り出したゼリーの方が、容器の壁面からの反発による抵抗が大きくなり、かたさ等

る可能性がある。そこで今回、ゼリー状食品のかたさ
測定における試料調製方法の違いが物性値に及ぼす影響を検討した。

B ゼリーでの温度調整時間の違いによるかたさの変化の差異は、試料中のゲル化剤の温度変化に対する時間依存性の違いに起因するものと推察された。

２．実験方法５．結言
試料調製方法の違いが物性値に及ぼす影響を認

試料は寒天系ゼリー（以下、A ゼリー）およびゼラチの測定値に影響したものと推察された。また、A ゼリー、ン系ゼリー（以下、B ゼリー）の２種類を用いた。試料の測定はクリープメーター（RE2-33005B，㈱山電製）
を用い、えん下困難者用食品の測定条件に準拠して識した上で、その差異を少なくするように統一した手実施した。
（1）切り出し方法の違いによる影響の検討
容器の直径に合わせて切り出しが出来る筒状治具

文献
船 見 孝 博： 食品の レオ ロジ ー測 定， B&R，
21,16-26，2007．
野内 義之，安食 雄介，飛塚 幸喜，佐々木朋子，神山かおる：２バイトテクスチャー試験における測定速度条件の検討，日食化工会誌，
59,96-103，2012．

（φ40mm，自社製）および専用抜型（φ39mm，㈱山電製）を用い、測定を実施した。

- 95 -

技で物性測定を行うことが重要である。

1）
2）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（120）

手打ち麺の非等方性膨潤挙動○小林 祥子，金田 勇
酪農学園大学 食と健康学類［〒069-8501 北海道江別市文京台緑町 582 番地］

１．緒言

すなわち最も鋭いエッジが形成されたのは 3 分時点

手打ち麺とは，小麦粉を原料とした生地を放射状にであり，ゆで時間の経過に伴い鈍角へ近づいた．

展延し，包丁で細長く切り分ける切り出し法により作ら(2)辺長変化率： Se はゆで加熱により中心に向かい湾れるものであり，四角い形状の断面が特徴である．ゆ曲したことに伴い，最大値 1.3 を示した． Sa はゆで時で上げ後の麺線は外側が膨らみ，角が形成される．こ間が経過しても 1.0 付近を維持する結果となった．

の角は「エッジ」と表現され，コシや歯ごたえといった(3)顕微鏡観察：Fig1 に示す切断面では扁平状ので食感に大きく影響するため，エッジが立つことはおいん粉粒が同方向に配列し，グルテンはその隙間を埋しい手打ち麺の大切な要素といえる．しかしエッジがめるように存在していた．一方延伸面では，円状ので立つ理由については十分に理解されていない．本研

ん粉粒が確認され，その周囲にグルテンが全方向に

究では，麺線に形成されるエッジと小麦粉の主成分と存在していたことから，麺線の切断方向によりでん粉

なるでん粉および製麺工程で形成されるグルテンとの粒とグルテンの分布が異なることが明らかとなった．

関係に着目し，検討を行った．

切断面

延伸面

２．実験方法
材料として中力粉，食塩水を用い，手打ち麺を調製した 1)．切り出した麺線の延伸面には食紅で着色した．ゆで加熱後垂直に切断し，断面画像を撮影した

Fig.1 光学顕微鏡によるグルテンネットワーク構造観察像

のち角度と辺長を計測した．断面画像を元に，エッジ変化率 E (t ) を次式のように定義した．

(4)圧縮試験：切断面より延伸面でヤング率が有意にE (t )

高くなり，圧縮時の方向により異なる性質をもつことが示された(Fig2)．これは生地内部に生成されたグルテA(t )･･･(1)
A(0)ンに覆われるでん粉粒が製麺時の圧延と展延により，異なる形状で存在するためであると考えられる．これ

ここで A(t ) はゆで時間 t での 4 つの角度の平均値，が加熱に伴う吸水・膨潤の仕方に違いをもたらすと考A(0) はゆで時間 0 分時の平均値とした．次に断面における 4 辺を向かい合う辺同士 se (延伸面)と sa (切断面)にまとめ，辺長変化率を(2)，(3)式で求めた．

えられ，グルテンが全面に広がり，でん粉粒が円状でたと示唆された．
*sa(t )･･･(3)sa(0)1.5x105

Young Modulus[Pa]Se(t )

se(t )･･･(2) , Sa(t )se(0)あった延伸面でより強固な構造となったことに影響し

ここで se(t ) ， sa(t ) はゆで時間 t の時， se(0) ， sa(0)はゆで時間 0 分時の辺長とした．麺線内部のグルテン構造の分布を調べるため，ゆで上げ後の麺線におけ

1.0x105＊p＜0.05
5.0x104

る切断面と延伸面から採取した切片を CBB 染色し，0.0

顕微鏡観察を行った．圧縮試験は，荷重を加える方

A

切断面

向を延伸面に対して平行及び垂直となる 2 方向で行B

延伸面

Fig.2 圧縮試験によるヤング率の異方性

い，応力-歪曲線を得てそれを解析した．
文献
３．結果および考察(1)エッジ変化率： E (t ) はゆで時間 3 分で急激に低下

1) 社団法人農山漁村文化協会 編 地域食材大百した後，上昇を続け 15 分にかけて横ばいとなった．

パスタ，麩，そば，こんにゃく 194(2012)

科第 7 巻 小麦粉，パン，うどん，ほうとう類，中華麺，- 96 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（121）

乾燥卵白濃厚水溶液の低温でのゲル化挙動○佐藤かな子，金田勇
酪農学園大学大学院 食品栄養科学専攻［〒069-8501 北海道江別市緑町 582］
１．緒言ではおよそ 30000 秒，55℃ではおよそ 3000 秒，60℃

卵は栄養価に優れ，凝固性，気泡性，乳化性といではおよそ 300 秒付近から上昇した．

った食品加工において重要な特性を有する．卵白のSDS-PAGE：卵白タンパク質のおよそ 54％を占める

凝固性については，62℃で凝固し始め，80℃で完全オボアルブミンのバンドは，どの温度帯でもあまり変化

に凝固する

1)

といわれている．しかしながら，卵白タンは見られなかった．一方，オボトランスフェリンのバンド

パク質の正確な変性温度とゲル化挙動の関係についは 55℃でわずかな減少が見られ，卵白の変性温度付ては充分な情報がないのが現状である．本研究では，

近である 60℃では，ほぼなくなった．また，オボトラン

乾燥卵白を用いて，60℃未満での凝集ゲル化挙動をスフェリン以外のバンドも，55℃から減少している部分明らかにすることを目的とした．

があることが観察された．
SEM ： 24h@50 ℃ で 処 理 し た サ ン プ ル に 比 べ て
24h@60℃で処理したサンプルの方が，24h@60℃で２．実験方法

処理したサンプルに比べて 30min@80℃で処理したサ

乾燥卵白水溶液の調整：乾燥卵白は和光純薬工

ンプルの方が，網目構造を形成する凝集体が大きく業株式会社のアルブミン卵由来を使用した．ビーカー

なっていることが観察された．(Fig.1)に蒸留水と乾燥卵白を入れ，冷温下で 24 時間撹拌し，10000rpm，60 分，10℃の条件で遠心分離にかけ，上清を抽出した．その後，タンパク質濃度が 10wt%になるよう調整した．
レオロジー測定：大菜技研の ONRH-1 型レオメータ
を使用し，一定温度（40～60℃）における定常流粘度及び動的弾性率を測定した．
SDS-PAGE：一定温度で 24 時間加熱処理したサン
プルに超音波を照射し，凝集物を分散させ，14000rpm，30 分，10℃の条件で遠心分離にかけた．
この上清を 100 倍希釈したものを電気泳動することで，上清中のタンパク質量を半定量的に測定した．

Fig.1 Microstructure of 10% Albumin, from Egg gels.

SEM：各温度（50，60 及び 80℃）で一定時間処理し(a):24h@50℃, (b):24h@60℃, (c):30min@80℃

たサンプルを，切り出し，グルタールアルデヒド固定，これらの結果から，オボトランスフェリンの変性温度

アルコール置換，蒸着処理の後，走査型電子顕微鏡(61℃)2） 未満の温度であっても，長時間処理すること(S-2460，日立ハイテクノロジー)を用い，付加電圧

で見かけの粘度を上昇及び弾性率を上昇させ，引き10kV，倍率 10000 倍でサンプルの微細構造を観察し続きゲルを形成することが考えられた．また，低温でた．

形成されたゲルは 80℃で形成されたゲルよりも網目構造を形成する凝集体が小さく，これは凝集に関わるタンパク質の量が異なることが原因だと考えられた．

３．実験結果及び考察
レオロジー測定：40℃と 45℃では 24 時間後も定常
流粘度の上昇はほとんど見られなかった．50℃では1）

およそ 7000 秒経過した時点で，また，55℃の場合はおよそ 800 秒，60℃の場合はおよそ 200 秒で急激な

2）

定常流粘度の上昇が見られた．動的弾性率は，50℃- 97 -

文献
鮫島邦彦・高橋史生 編著 「ニューフードサイ
エンス」 三共出版株式会社(2005)
I.Nicorescu et al, Food Hydrocolloids, 25,
797-808(2011)日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（122）

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第３会場
OS5
ティッシュエンジニアリング・⼈⼯臓器（１）- 98 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017$% 3562（123） 1&+(*!463-#- ,)0#µtckĈĉ<+¡ĈĈĉ£t+ Ĉĉ1«Ĉĉ3Ĉĉ
wd?ĈĈĉ3V,.ĈĈĈĉ\ ĈĈĈĉ3[­BĈĈĈĈ
Ĉr^H{GČ¸305-8564 'yÎÁ×6U 1-2-1čĈĈ`j%+-+-¬´ ĈĈĈg44^Z9}´ ĈĈĈĈ~F+-+-¬

êăúÿÕ¯ÅÖ½áÉ 0.02 µm Ñ¹ã¶½áÉ

87
¤@lüăùÕ©vÔ½ºÐ¶3D ùĀăòÖ¶20 Õ5¿¹ÍË·Æ¾ÆÓ¿â¶3D ùĀăòÔáäü

þõāÕ/aèÆ¶ÉåÊåÕþõāÕT°ăùþõāÕLi§pCÖ#ÕüăùÕLàLi§pCè|ÇäËÞÕSÓôĄāÑ

i§pCÒÚÛÆ¶ÉÕ5Ö 1Ď2ąÑ¹ÍË·Ò¹ä·Æ¾ÆÓ¿â¶þõāÕnpCè|ÇäËÃæ¿¶êăúÿÕ$ÞÔÖ¶¯Åà¶÷ûóöèSÇä(ÔÖ¶N¿ 3,000 rpm ÕÒÀ¶êăúÿÕ$êăúÿÕ$Ôáä»îĄðăíÙ

Ö¶VeroClear ¿ 0.12 mm Ñ¹äÕÔ0Æ¶:CqÕÕK¢ÔhDÆÓÂå×ÓâÈ¶AÈÆß8Õ+Àº RGD525 à#ÖÒßÔ½áÉ 0.03 mm Ñ¹ã¶ºÔÖÓâÓº·ÉÃÑ¶V{ÑÖ¶3D ùĀă

4 Õ5¿¹ÍË·ÃåèQÇäá»Ô¶i§ 4òÕL/min ¶ L  100 ¶ 200 ¶ 300 mmHg Õ X

WÕ*;Ô

WÕ:CqÔzxÆ¶:CqÕuÓä

WèÖ¶ÒÆÐêăúÿÕ$
Õ*

Ñ¶

sºÐþõāèÆÐ¶þõāÕLi§pC¶

VeloClear þõāÕn§Ö#Õ 1.4¶3¶19 Ñ¹êăúÿÕ$ÍË¿¶RGD525 þõāÕn§Ö#Õ 1.5¶2.2¶

¶½áØnpCÔÎºÐWªÑeÆ¶ÉåÊåÕÕ8ÔÎºÐ]Æ

3.9 Ñ¹ã¶Ë·ĀăòþõāÔáän§Õ)Ö"ÅåË·n

97"



WÕ:Cqè+ÀÁÇäÃÒÑ¶3D ù§Õ)Ö¶3D ùĀăòþõāÔáãÆËêăú

ýÿ¤@üăùĆg44^} HCF-MP23ćÕ

ÿ¿¶²$Ôáä*;ÕËÞÔ¦Ô½ºÐîêăúÿè 3D ùĀăòĆStratasys } Objet30 ProćÔ

ĄðăíÔK¢ÆË¾âÑ¹ã¶:Cqè+ÀÁÇäÃWÖ¶VeroClear ÜËÖ RGD525 èsÒÑ¶ÉÕK¢è2Æ$¥ÆËËÞÑ¹äÒ¼âå

áãE;ÆË·ºË·ÉåÊåÕ

WÕ:CqÕìòĂíÖ¶2.5

ÜËÖ 3.35 GPa Ñ¹ä·ÜÈ¯ÅèsºÐE

Ë·
;7

;ÆËêăúÿÕ¯ÅèmÆË·bÔêăúÿ
è#ÕîĄðăíÒéñăøāÆ¶üăùþõāè
ÆË·÷ûóöèSÇä¤@lüăùÕnpC
è|ÇäËÞÔÖ¶WÕ*;Ôáä>1®

ªÕ*ÔhDÆÓÂå×ÓâÓº¿¶/±ÑÖ¶ÜÈ¨$ÔKÆÐ¶üăùÕLi§pCèmÆË·$NÖ¶1,000Ď4,000 rpm¶

WÕ:Cqè+ÀÁÇäÃÒÑÉÕ*è"Æ¶#Ô7¢ÏÂË¿ÑÀäÃÒ¿ç¾ÍË·i§Ö 0Ď10 L/min ÒÆË·ÃÃÑ¶VüăùÖ÷ûó
öÔáãêăúÿèîĄðăíÕċoÑMJÆÐ
½ã¶$Ô»iÕÝ¶*

3D ùĀăòÔ½ÂäE;Ô½ºÐÖ¶'y4^Ôáã¶êăúÿ¿îĄðăí

Ô!ÂÐIÆÂâåÐ:C*;ÇäËÞ¶i§ 0 ÕXñăïèsºÐêăúÿÕ$HñăòĄ3.fÔÄºËÌºËĊèmÆË·bÔ¶ëðO³èsºÐn±è
ÍË·&Ö 100Ď300 mmHg¶i§Ö 4 L/min¶±RªÖ 4 RªÒÆË·P¶#ÕêăúÿèsºÐ¶
_Õ/±èº¶=âåËYèÉåÊåeÆË·:7"'/.
3D ù Ā ă ò Ñ   Æ Ë ê ă ú ÿ Õ  ¯  Å Ö ¶VeroClear¶RGD525 ÒßÔ½áÉ 0.4 µm Ñ¹ã¶#- 99 -

1ć
Nishida, M., Negishi, T., Sakota, D., et al.: Properties of a monopivot centrifugal blood pump
manufactured by 3D printing. J. Artif. Organs, 19,322-329, 2016.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（124）

拍動循環可能な小容量抗血栓性試験回路の開発○松橋祐輝＊，鮫島啓＊，前田真宏＊＊，梅津光生＊＊，岩﨑清隆＊＊＊＊

早稲田大学先進理工学研究科 生命理工学専攻［〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2 早稲田大学 TWIns］＊＊

早稲田大学 創造理工学部 総合機械工学科，＊＊＊

早稲田大学先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻
るため，これまで評価が困難であった凝固活性や血１．緒言
医療機器の開発・改良の迅速化を図るためには安小板活性の測定を可能とし，in vitro 血液適合性試験

全性と有効性を評価することが重要である．その中で，法の評価項目の充実に貢献でき得ると考えられた．

動物や臨床では評価が困難な事象に対する評価法として，実使用環境を模した in vitro 血液適合性試験

謝辞

法の開発への期待が国際的に高まっている．特に，ヒ

本研究は AMED の医薬品等規制調和･評価研究

トの新鮮血液を循環可能な回路を開発することで，凝事業における「革新的医療機器の開発を加速する性

固活性や血小板活性といった市販の動物血液用キッ能試験法拡充のための研究」のご支援を得て行った．

トでは計測できない項目の評価が可能となる．本研究

ここに関係者諸氏に厚くお礼申し上げる．

では，ヒト血液を循環できる内部容量で，かつ，生体Resistive unit

内の血流・血圧環境を創出可能な大気非接触一巡Reservoir
tube

Compliancetube

閉鎖型回路を開発することを目的とした．
２．実験方法
開発した回路は，小容量拍動ポンプ，高分子製の流入出弁，大動脈圧調整チューブ，抵抗器，リザー
バ要素弾性チューブで構成した(図 1)．
グリセリンで粘度を 3.7mPa・s に調整した生理食塩

Outlet pressure transducer
Flow meter

水を回路内に充填した．回路を 37 ℃に調整した恒Outlet valve

Blood
flow

Inlet
pressuretransducer
Inlet
valve

温槽に設置し，ポンプを空気圧駆動装置により拍動させ，ポンプ拍出流量，ポンプ出口圧力，および，ポンプ入口圧力波形を取得した．

Pneumatic
driver

空気圧駆動装置の駆動圧力は陽圧を 160 mmHg，
陰圧を-20 mmHg に設定した．また，拍動数は 70
beat/min，収縮時間比は 34 %とした．ポンプ拍出流量

Pulsatile pumpFig.1 The developed in vitro circuit for thrombogenicity test. Black arrow show the blood flow direction

は超音波流量計，ポンプ流入出圧力は圧力トランス
デューサを用いて測定した．
３．実験結果内部容量 55 mL の空気非接触/拍動一巡閉鎖系回路を構築し，回路内部圧力をポンプ出口圧 120 ± 1 /80 ± 3 (平均 100 ± 2) mmHg, ポンプ入口圧 4 ± 23mmHg の環境下で 290 mL/min の平均拍出流量が得(a) Blood flow rate
Outlet pressureられた． (図 2)．
Inlet pressure

４．結言
本研究により，拍動循環が可能な内部容量 55 mLの空気非接触一巡閉鎖型回路を開発した．本研究で開発した回路はヒト血液を循環可能な内部容量であ- 100 -(b) Inlet and outlet pressure
Fig.2 Simultaneous flow and pressure waveforms日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（125）

腹部大動脈瘤モデルを用いたステントグラフトの留置形態に関する検討○赤岡拓＊，宿澤孝太＊＊，藤井智也＊，伊藤大輝＊，梅津光生＊，大木隆生＊＊＊，岩﨑清隆＊＊＊

早稲田大学大学院 創造理工学研究科 総合機械工学専攻［〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2］＊＊

早稲田大学大学院 先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻＊＊＊

東京慈恵医科大学 血管外科

１．緒言

2・2

Micro CT による gutter 計測

傍腎動脈腹部大動脈瘤に対する外科的手術の代

ステントグラフトを留置した腹部大動脈瘤モ替治療として Chimney technique を用いた腹部ステン

デルを Micro CT で撮像し，3 次元形状構築ソフト

トグラフト内挿術が行われている．本手技は腎動脈血

Mimics®（Materialize）を用いて gutter 面積および管径に合ったステントグラフトを腹部大動脈から腎動

グラフトと血管壁の非圧着体積を測定した．

脈に入れて腎動脈への血流を確保し，腹部動脈にス
テントグラフトを留置するものであり，径の異なるステン

３．実験結果トグラフトが壁面で接触する．ステントグラフトと血管壁

3・1の間に“gutter”と呼ばれる隙間が生じ，遠隔期での瘤SG のシールゾーンの長さを 10 mm にした場合，内への血流侵入（エンドリーク）による瘤破裂が課題

30 mm の場合と比較し，動脈圧と瘤内圧の差であである．本研究では，腹部大動脈瘤モデルを用いて，る圧力損失が有意に大きくなった．

シールゾーンの長さと圧力損失

ステントグラフトの留置形態がエンドリークに与える影

3・2

響を検討することを目的とした．

シールゾーンの長さを 30mm にした場合，腎動

Gutter 計測

脈直下におけるステントグラフトの密着性が悪くなり，ステントグラフトの上端部で生じた gutter

２．実験方法2・1

圧力損失試験

が瘤内部に直結することが明らかとなった．

腹部大動脈瘤モデルを定常流試験回路（図 1）に組み込み，ステントグラフト留置後の腹部大動脈と瘤

４．考察内の圧力差を測定し，ステントグラフトの留置形態がステントグラフトは二股に別れる部分にテーパ

エンドリークに及ぼす影響を検証した．腹部大動脈瘤がある．
シールゾーンの長さを 30 mm にした場合，モデルは，腎動脈直下 4mm から大動脈瘤が起始す

このテーパ部分が腎動脈直下に位置し，血管壁にる形状とした．モデルはシリコーンで作製し，弾性率密着できなくなる．そのため，gutter が瘤内部に直はヒト大動脈（2.1±0.2 MPa） 1)を模擬し，壁厚は 2.0

結し，圧力損失が小さくなったと考えられた．

mm とした．ステントグラフトは Excluder （Gore 社）を，
腎 動 脈 へ 用 い る ス テ ン ト グ ラ フ ト は Advanta V12

５．結言

stentgraft（Atrium 社）を用いた．腎動脈上のステントグ

傍腎動脈腹部大動脈瘤への圧力損失を大きくす

ラフトどうしが接するシールゾーンの長さは 10，20，

るためには，ステントグラフトの分岐部の 3 次元

30mm と設定した．大動脈流量は 3.5L，腎動脈流量形状の仕様を踏まえたシールゾーンの選択が重要

は 1.2 L/min とし，大動脈圧は 100,120,140 mmHg のであることが，定常流試験による圧力損失と Micro

3 条件で回路を循環させ，瘤内圧を測定した．

CT による 3 次元圧着形態分析から明らかとなった．
謝辞
本研究は，文部科学省基盤研究（B）（一般）（平成 27~平成 29 年度）のご支援を得て行った．ここに関係者諸氏に厚く御礼申し上げる．
文献

Fig.1 Investigation of pressure drop between stentgrafts and aneurysm1)A Duprey, Vascular mechanics laboratory Universityof Michigan, 1-26, 2008

- 101 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（126）

細胞接着制限環境下における mES 細胞の培養○安藤 悠太＊，オケヨ ケネディ＊＊，安達 泰治＊＊＊

京都大学大学院 工学研究科マイクロエンジニアリング専攻 ［〒615-8530 京都市西京区京都大学桂］＊＊京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 ［〒606-8507 京都市左京区聖護院川原町 53］

１．緒言

３．実験結果

多能性幹細胞の未分化維持に関わる外的要因の微細加工メッシュシート上に播種した mES 細胞の一つとして，細胞－基質間接着を介した基質からの一部が，メッシュシートに接着し増殖することが観察さ

機械的刺激が重要な役割を果たしていることが知られた．Fig. 2 に，本実験で用いたメッシュシートの顕微1)

れている ．しかし，細胞接着が多能性幹細胞の未分鏡画像を示す．メッシュシートの網目が大きいため多化状態を制御する詳細なメカニズムは解明されていくの細胞はメッシュシートに接着できず，ディッシュ底

ない．細胞接着が未分化状態に及ぼす影響を検討

面に落下していた．メッシュシートへ接着できた細胞するためには，微細加工したマイクロ構造基板を用いは，接着直後は球形状をなしていた．その後，足場にて細胞－基質間接着を調節する方法が有用である．

沿って増殖・伸展し，コロニーを形成した．

その一例として，網目が大きく線幅が狭い微細加工メッシュシートを用いて細胞－基質間接着が可能な領域を制限することで，多能性幹細胞に通常培養時とは異なる挙動が現れることが観察されている 2)．
本研究では，細胞－基質間接着が制限された環境
Fig. 2 Observation of attached cell growth on meshsheets at 6 hours (a), Day 1 (b), Day 2 (c) and Day 3(d). Scale bars: 100 µm.

下でマウス胚性幹細胞（mES 細胞）が示す挙動を明らかにすることを目的とする．そのために，微細加工メッ
シュシートを用いて mES 細胞の培養と観察を行った．

４．考察
２．実験方法細胞がメッシュシートに接着し増殖したことから，少mES 細胞株 E14tg2a (RIKEN Cell Bank)を微細加なくとも 3 日間はメッシュシート上での培養が可能であ

工メッシュシート上に播種し培養した（Fig. 1）．本実験るといえる．また，細胞が基質と接着できない網目にもでは，線幅 5 µm，網目の対角線長 50 µm, 100 µm の存在していることから，細胞－細胞間接着により自己菱形メッシュシートを用いた．ディッシュ底面から離し組織的にコロニーが形成されたと考えられる．

て設置したメッシュシートに対して，0.1% gelatin solution (Sigma)によりコーティングを行い，細胞懸濁液を

５．結言

注いで培養することで，細胞がメッシュシートのみを足本研究では，mES 細胞をメッシュシート上に播種し，場として接着するようにした．培養液には，15% FBS

細胞－基質間接着を制限した環境下で培養し，その(Sigma), 1% sodium pyruvate solution (Sigma), 1%

様子を観察した．先行研究 2) によると，メッシュシート

MEM non-essential amino acid solution 100x (Sigma),

上では 1 週間以上に渡ってヒト iPS 細胞の未分化維

0.1% 0.1 M 2-mercaptoethanol (Sigma), 2,000

持培養が可能であることが示されている．今後は，units/mL LIF (Merck Millipore) を 含 む G-MEM

mES 細胞の場合でも長期に渡る未分化維持培養が(Wako)を用いた．メッシュシートに接着できなかった

可能かどうか，未分化性を評価して確認する．

細胞を除去するため，培養液の交換と，別のディッシ
ュへのメッシュシートの移設を適宜行った．

謝辞
本研究は MEXT 科研費 JP16K17501, JSPS 科研
費 JP16H06486 の助成を受けたものです。

Fig. 1

Cell seeding on a suspended wide open mesh.

1）
2）- 102 -

文献
Chowdhury, F. et al.: PLoS one, 5, e15655, 2010.
Okeyo, K. et al.: Tissue Engineering Part C, 21,1105-1115, 2015.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

あ- 103 -

（127）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（128）

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第３会場
OS5
ティッシュエンジニアリング・⼈⼯臓器（２）- 104 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（129）

多管構造を持つコラーゲンゲルを用いた細動脈様組織の構築○古澤和也＊，隈本有里＊＊＊

北海道大学 大学院 先端生命科学研究院［〒060-0810 北海道札幌市北区北 10 条西 8 丁目］＊＊

北海道大学 大学院 生命科学院
ン水溶液をリン酸緩衝液に透析して MCCG を調製し

１．緒言
組織工学の究極的な目標は、人工的に丸ごとの臓た。次に、MCCG 表面のゲルの膜をコラゲナーゼ処器や器官を再構築することである。そのためには、細理によって消化除去し、EDTA を含むリン酸緩衝液で胞を三次元的に集積する必要がある。しかしながら、失活させた後、1 mM のゲニピン水溶液で化学架橋

再生組織表面からの培養液成分の拡散のみでは、厚処理を行った。最後に、リン酸緩衝液で 4 回以上洗浄

さ 100 mm 程度の三次元組織しか構築することはできしてから細胞足場として用いた。

ない。これ以上の厚さの再生組織を構築しようとすると、

動脈の筋線維層を構築するために、マウス骨格筋

組織深部の細胞が酸素や栄養の不足のために壊死

由来筋芽細胞株（C2C12）およびヒト由来血管内皮平してしまうからである。そこで、再生組織に血管を導入

滑筋細胞（SMC）を用いた。動脈の内皮層を構築するする試みが世界中で盛んに開発されている。

ためにヒト動脈由来内皮細胞（HAEC）を用いた。試料

血管は組織や臓器に酸素や栄養を供給する輸送は、C2C12 のみを MCCG に播種したものと、SMC を経路である。組織や臓器に張り巡らされた血管網は、播種してから、次の日に HAEC を播種したものの二種

血液の流れを効果的かつ効率的に伝えるように設計類を構築した。得られた試料は、細胞核、F アクチン、されている。したがって、生体内の血管網の階層構造

および Type I コラーゲンを蛍光染色してから、共焦を再生組織内部に再現することが、より機能的で巨大点走査型レーザー顕微鏡（CLSM）で観察した。

な再生組織を構築するために重要となる。
本研究では、再生組織内部に生体内の血管網に３．結果と考察

よく似た階層構造を持つ血管網を導入することを目的

Figure 1 に C2C12 をゲニピン架橋した MCCG に播とする。そのために、コラーゲン水溶液をリン酸緩衝

種して得られた試料の CLSM 像が示されている。

液中に透析することによって得られる、多管構造を持

C2C12 細胞は MCCG のチャネル表面に接着し管腔

つコラーゲンゲル（マルチチャネルコラーゲンゲル：状の構造を構築している様子がわかる。三次元像のMCCG）を血管網の鋳型として利用する。MCCG は表

解析の結果、C2C12 細胞はチャネルの表面に対して層付近では沢山の小さなチャネルがあり、深部に近垂直に配向して接着していることが分かった。MCCG

づくにつれてチャネルの直径が増加しつつその数がはコラーゲン線維がチャネルの表面に対して平行に減少する。このような構造的特徴は生体内の血管網

配向していることが過去の研究で示されており、にもよく見られる特徴である。MCCG の多管構造の直C2C12 の配向はコラーゲン線維の配向によってガイド

径は最も細いところで直径 20 mm であり、最も太いとされたものと考えられる。一方で、ゲニピン架橋していころでは 500 mm に達する。ちょうど細動脈と毛細血ない MCCG では C2C12 事態の細胞の接着性が良く管の間の直径であると言える。したがって、本研究でなかった。この結果は、C2C12 の接着に適した弾性率

は MCCG を用いて細動脈様組織を構築することに挑があることを示唆している。

戦した。
２．実験方法MCCG は次の方法で調製した。ウシ真皮由来のコラーゲン水溶液（高研、IPC-50）を 35 mm ディッシュの上に置かれた直径 8 mm の穴の開いた厚さ 1 mm のシリコンゴムの型に流し込んだ。その上に透析膜をかぶせてさらに同じ形のシリコンゴムを上からかぶせた。
4 mL の 20 mM の Na2HPO4 と 13 mM の KH2PO4 を含むリン酸緩衝液をディッシュに注ぐことで、コラーゲ

Figure 1.MCCG のチャネル表面で C2C12 細胞が構築した管腔様構造。左）拡大像。右）低倍率像矢頭は観光用構造を示す。

- 105 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（130）,$&/.-"  #(*+')(!%+ĆSą¤þ*,**,***ş à+4****ş¡î**şĄø8**Rj**şB¶j**ş A***ş ³*,**,***
Ş~Å¶AH ó±THÀÇÃ 6É³7-ÃHOxšĈ162-8480 õ{L,Þ¹ 2-2ŢŞŞ~Å¶AH 'ò±THÀÇÃ Ñ5THOx

ŞŞŞ~Å¶AH ó±THÀÇÃ 6É³7-ÃHOx
ŞŞŞŞ

CE-ÃAH z_?Ã10ŃŐśņğ½³ėİēĠĤ@ĊÙ&.FĀVwĤ¼ĢČĊĞĥşuİgæĤġĊWġÛKØĲãĢu2ĖĞ[ÏÒĠĖĞµĊĞĊİŠÚY

ŊśńĲ¦ěė³ÏÒĤÌ]h°hĲģċěTĀVĎġĐşå5ĀVwĬmãĢÛKØĎïįġĐġį¥G¼ĲęĕİĲbġĊ=5ī
Ĳý1ĖĞp0*ėİoãĠÏÒ\ZĲs3Ö

Fig.1 Cell infiltration and vessel formation in the decellularized bovine tendon: 3 months after ovine anterior cruciate ligament reconstruction.

ġ¨ßoãĲû½ĖşğÛUÎÕĎįÏÒŔ30ĉİŠlćĥşĶŁØÏÒĲµĊşÏÒčĮÎÕk$œŇŔŘľĎ`ğďİÙ&.FĀV

×ÎÕ*"±aĤÏÒ DNA ºùĥ 5ng/mg[ĢµĊİĠġįşÙ&.FĀV

×ÎÕ*ØĲû½ĖĞĊİŠÀÇğĥş×ÎÕ*ØĲµĊĞŋņłÙ&.FĀV[ĢµğďİúĔ

14cm Ĥ×ÎÕ*ØĲäğďěŠ

[éăĲâĊş

[ 3 řaĤ×[a 3 řĢČđİÎÕ¢©ĤÄZĲèĖşŋņł

ÎÕ*ÏÒĢĥª»ĥêĪĮıĘşÏÒĢÎÕĎĤÛKĴļŖŃØĲµĊě¢©ĖşeQáÊĎ@Đ_kĔıĞĊİēĠĎĮč[ãaĤÏÒĠðĖ

ě°fĲĮčĢėİēĠĲ¿¾ĠĖěŠĠġĜě(Fig1)Š×ÎÕ*ÏÒĤ/ÏÒÿÆ^20ěįĤÎÕyĲëĨěÐşÎÕyĥŋņłĤÙ&

1wt%ĤŇĺļŁĿśŕ÷§£ĢÏÒĲºÓĖş.FĀVĤÎÕyĠ6ÄZĢôĖĞĊěŠ|şÛq)d²ĠőĵĽŗ­PĲ6ĢµĔęĞĶŁØ

KĴļŖŃØĢĥőĽŗŌĳśłĤG<Ĳ@ĐêĪşÏÒĲ"±Ėě

1)ŠĚĤaş÷$çöÍ"±§£ÎÕyĥ×ÎÕ*ØČĭĦÙ&.FĀVĠðĖĞĢÏÒĲ¢©"±Ėş×ÎÕ*"±ĖěŠÏÒĤ¨iĢ@čĜěŠ

ßĢüĖĞĥş°IĤ§£ĲÏÒĢ¢ñĔęĞ!Ð

40
úĔ 14cm Ĥ×ÎÕ*×ÎÕ*ĶŁØĲû½ĖěŠ

®ĖşĸŅŖŘĺļŀĵŉĻŃ¨ßĖěŠÏÒĥ
8ĖěŠŋņłŀŌĹśĽŒ

ŋņłĲµĊěJăĢĭįş×ÎÕ*ĶŁØĢ¢©ėŃĲµĊş×ÎÕ*ĖĞ¨ß"±ĖěĶŁØĲµĊĞİÎÕyĥãa 3 řğÛKÙ&.FĀVÏÒĠ6µ&Ģ³±Ă>ğŋņłÙ&.FĀV

[JăĲâĊş

[a 3 řĢČđİ×ÎÕ*ÏÒĢĝĊĞŎőňļŁŔŘŚĸĺ

ÄZĢôėİēĠĎĮčĠġįş³ğĤÏÒËĎ`ğďİēĠĎÁ:ĔıěŠłŘÝĲâĊş×ÎÕ*ÏÒħĤÎÕ¢©ĤÄZÀÇĥş;ÈÀÇû½

ĲëĨě(n=4)ŠðNíĠĖĞşŋņłÛKĴļŖŃ
ØĲµĊě 3 řĤ[éăīâĊş6ĢÝĲâĜěŜn=7ŝŠĩěş×ÎÕ*ÏÒħĤÎÕ¢©Ĥ

ŜAH½{´'#r«ōŗłķĽňŝĤv(ĲbĞâĜěŠüÔìĢcÂ¸ĖĒİŠ%ô¿ĤŏŘŅőśĽĠĖĞşŋņł&.FĀVÏ
1) Są¤þşÒĤÝīâĊşÎÕyĲðĖěŠÀÇĥş~Å¶AH)¯JăMD9ĤnêĲbĞâĜěŠ

ÃHoãtÜş&.FāV¬ÎÕØĤû½ş}Hş2011 X 9 - 106 -[µĤĶŁ·

2011 XAş日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（131）

脱細胞化処理および滅菌処理が組織のコラーゲンに及ぼす影響の検討○奥田慶也＊，岡村昭慶＊，八木優大＊＊，軽部裕代＊＊＊，梅津光生＊，＊＊，＊＊＊，岩﨑清隆＊，＊＊，＊＊＊＊

早稲田大学 大学院創造理工学研究科 総合機械工学専攻［〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2］＊＊

早稲田大学 大学院先進理工学研究科 生命理工学専攻＊＊＊

早稲田大学 理工学術院先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻

１．緒言
膝前十字靭帯再建術は，膝前十字靭帯が断裂した際に，機能回復を図るために行われる手術である．
現在，膝前十字靱帯再建術では，自家腱を手術中に採取して治療が行われる 1)．自分の足から健康な腱を採取するため侵襲の高い治療であり，再断裂時や複合靭帯断裂時に自家腱の不足が課題となる 1)．本課
題を解決すべく，当研究室では膝前十字靭帯再建術
Fig. 1 Percent of collagen type Ⅰのための新しい再建組織として，ウシ由来の脱細胞化組織を開発している．対象とする靭帯組織は主とし密度を測定し定量化を行った．α1(Ⅰ)鎖とα1(Ⅲ)のてコラーゲンで構成されているが，脱細胞化処理およ

比をコラーゲンのタイプⅠとタイプⅢの比とした．

び滅菌が組織を構成するコラーゲンにどのような影響を及ぼすかはわかっていない．本研究では，脱細胞

３．実験結果各処理におけるコラーゲンタイプⅠの割合を図 1 に化処理および滅菌処理がウシ靭帯のコラーゲンの組示す．各組織における割合は，未処理ウシ靭帯が成に及ぼす影響を検討した．

97.20±1.01%，脱細胞化ウシ靭帯が 97.17±0.95%，組織保護処理および滅菌処理済み脱細胞化ウシ靭帯

２．実験方法
２．１．脱細胞化処理および滅菌処理法

が 97.07±1.18%となった．以上より，我々が行っている

本研究の試験組織は，未処理ウシ靭帯，脱細胞化

脱細胞化処理および滅菌処理は靭帯組織のコラー処理したウシ靭帯，組織保護処理をした後に凍結乾

ゲンの分解や変性を起こさないことが示唆された．

燥および滅菌処理した脱細胞化ウシ靭帯の 3 種類とした．本研究の脱細胞化処理は，組織に対してデオ

４．結言

キシコール酸ナトリウム溶液を回路内で拍動循環させ

SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法を用いて脱つつマイクロ波を 24 時間照射させる工程，その後，核細胞化処理，滅菌処理を施したウシ靭帯のコラーゲ

酸分解酵素溶液を用いて振とう処理する工程の 2 工

ンタイプの定量化を行った．脱細胞化処理，滅菌処

程で行った

2)

．脱細胞化処理後に，組織保護を目的

として糖を含んだ溶液に浸透させ，凍結乾燥処理及理が組織のコラーゲンタイプの変化に影響を与えないことが明らかとなった．
謝辞

びエチレンオキサイドガス滅菌処理を行った．その後

本研究は国立研究開発法人科学技術振興機構

再水和した注木を用いて試験を行った．
２．２．SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(大学発新産業創出拠点プロジェクト)の援助により行試験組織(20 mg)に対して酢酸，ペプシン処理を行われた．関係者諸氏に熱くお礼申し上げる．

いコラーゲン溶液を作製した．Laemmli の方法に従って，濃縮ゲル(3.0%ポリアクリルアミドゲル，10×85×1

1）mm)，分離ゲル(7.5%ポリアクリルアミドゲル，60×85
×1 mm)を支持体として，10 mA の定電流で泳動した．
色素マーカーである BPB が分離ゲルに入る時点から30 分後にチオグリコール酸を添加した．泳動終了後

2）

CBB 染色を行った．
２．３．分離・同定したα鎖の定量化
画像解析ソフトウェアの ImageJ を使用し，各α鎖の- 107 -

文献
日本整形外科学会診療ガイドライン委員会，前十字靭帯(ACL)損傷診療ガイドライン策定委員
会編，前十字靭帯(ACL)損傷診療ガイドライン
2012，改訂版 2 版(2012)，pp.93-128，株式会社
南江堂
Iwasaki K., et. Al., Innovative bioractor technologies produced a completely decellularized andpre-endothelialized functional aortic value, Proceedings of the 12th International Conference on
Biomedical Engineering, (2005)

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（132）

脱細胞化処理溶液への浸透時間が脱細胞化腱と靭帯の力学特性に及ぼす影響の検討○八木優大＊，岡村昭慶＊＊，奥田慶也＊＊，梅津光生＊，＊＊，＊＊＊，岩﨑清隆＊，＊＊，＊＊＊＊

早稲田大学 先進理工学研究科 生命理工学専攻［〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2］＊＊

早稲田大学 創造理工学研究科 総合機械工学専攻＊＊＊

早稲田大学 先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻

１．緒言
膝前十字靭帯断裂は年間 27,000 件 1)とスポーツ膝障害の中で最も受傷頻度が高い損傷の一つである．
本治療には患者の自家腱による再建術が第一選択であるが，健常組織の採取が必要であるため再断裂時や複合靭帯損傷時に自家腱が不足する，あるいは組織採取部の疼痛や損傷が発生するといった課題が存在する．そこで異種動物組織から抗原性を有する
細胞成分を除去した脱細胞化組織を開発してきた 2)．

(a)

(b)

先行研究 3)では脱細胞化処理の時間と比例して組織の力学的強度が低下するという報告があるが，組織の違いによる力学特性への影響は明らかになっていな
い．本研究では，脱細胞化処理溶液への浸透時間が脱細胞化腱と靭帯の力学的特性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした．
２．実験方法
２．１ 腱および靭帯組織の脱細胞化処理
デオキシコール酸ナトリウム溶液を拍動循環させた(b)(a)
Fig.1 Ultimate load and stiffness of decellularized bovine(a)ligament, (b)tendon

回路内に組織を留置し，組織に 24 時間マイクロ波を照射して細胞膜の除去を行う 2)．細胞膜を除去した組

溶出したことが破断強度およびスティフネス低下の原織を 37℃，180 rpm 環境下で 24 時間核酸分解酵素

因であると考えられる．

の浸透処理を行い細胞核を除去する．

４．結語
脱細胞化処理溶液への浸透時間が組織の力学特２．２ 単軸引張試験による組織の力学特性評価
ウシ腱と靭帯について，未処理組織，脱細胞化処性に及ぼす影響を明らかにした．靭帯組織は脱細胞

理溶液を 24 時間浸透した組織，脱細胞化処理溶液

化処理溶液の影響を受けにくいのに対し，腱組織はを 72 時間浸透した組織の 6 群の引張試験を行った．

溶液の浸透時間の増加につれ，有意に破断荷重お引張速度 300 mm/min で引張試験を行い，破断荷

よびスティフネスが低下することがわかった．
謝辞

重およびスティフネスを評価した．スティフネスは荷重

本研究の一部は，国立研究開発法人科学技術振伸び線図より，最大となる箇所から算出した．
３．実験結果と考察

興機構(大学発新産業創出拠点プロジェクト)の援助

ウシ靭帯の破断荷重，スティフネスは脱細胞化処理を得て行った．関係者諸氏に御礼申し上げる．

溶液の影響を受けにくいことが示唆された(Fig1(a))．

文献1) 矢野経済研究所, 2014 年版メディカルバイオニクス（人工臓器）の中期予測と参入企業の徹底分
析第 25 版, 478, 2014.
2) Iwasaki K., et al., Proc. 12th Int. Conf. Biomed.
Eng., 2005.
3)Layland KS, et al. , J Struct Biol, 143, 201-208,
2003.

一方，ウシ腱は脱細胞化処理溶液の浸透時間の増加にともない，破断強度およびスティフネスは有意に低下する傾向があることがわかった．
４．考察
腱組織に含まれている可溶性コラーゲン量は靭帯組
織の約 3 倍であり， それらが脱細胞化処理溶液中に- 108 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 109 -

（133）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
5 ⽉ 28 ⽇（⽇）
第３会場
OS8
臨床⼯学分野のレオロジー- 110 -

（134）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（135）

インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィーによるリンパ浮腫の早期検出○孫越＊，Marlin Ramadhan Baidillah＊，Alamin Saichul Iman＊，川嶋大介＊，武居昌宏＊＊

千葉大学 工学研究科［〒263-0044 千葉県千葉市稲毛区弥生町］

１．緒言

３．実験結果現在、乳がんや子宮がんに新たに罹患する患者

図３に示した通り 100 ｍL 当たり 0.１g のアルは毎年 10 万人もおり、これらの患者の治療の発達

ブミンのよどみが発生したリンパ浮腫早期状態のにより癌サバイバーが増加している一方、手術後

フ ァ ン ト ム の 画 像 を 作 成 し た 。

の合併症として四肢にリンパ浮腫の発症リスクを生涯負うことになる。リンパ浮腫治療には、リンパ浮腫の早期発見が重要であるものの、現状として、そのような手法は十分に研究されていない。
本研究の目的は、アルブミンのよどみによる細胞間質液の電気特性変化からリンパ浮腫の兆候を早期発見の方法を確立すること。
Fig.3 Reconstructed image
４．考察

２．実験方法
インピーダンス・スペクトロスコピー・トモグラフィー法

上腕ファントムに 100 ｍL 当たり 0.１g のアル（EIST 法）により、図１に示したリンパ浮腫の早期状態

ブミンのよどみが画像再建によって検出されましを模擬したファントムの断面画像の作成を行った。

た。これによって、実際のリンパ浮腫画像診断の可能性を示しました。
５．結言(1)リンパ浮腫早期状態を模擬したファントムを作成し、計測しました。
(2) 断面画像により、ファントムにアルブミンの変化を観測することが出来ました。

Fig.1 Configuration & electrical properties of layer

実際のリンパ浮腫を計測に応用することは今後の課題となる。

phantom
図２に示した通り、EIST 法は、電極を空間場外周に多数配置させたセンサにより、各電極間の電気量を計測し、アルゴリズムにより断面画像再構成するものである。

文献
Packham, B.; Koo, H.; Romsauerova, A.; Ahn,
S.; McEwan, A.; Jun, S. C.; Holder, D. S. Comparison of frequency difference reconstruction
algorithms for the detection of acute stroke using
EIT in a realistic head-shaped tank. Physiol.
Meas. 33, 2012, 767–786.
2) Warren, A. G.; Brorson, H.; Borud, L. J.; Slavin, S.
a Lymphedema: a comprehensive review. Ann.
Plast. Surg. 2007, 59, 464–72.
1）

Fig.2 EIS measurement- 111 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（136）

生体電気インピーダンス法で測定した血液透析患者の体内水分量バランスと
循環動態および栄養状態との関連性○安藤 誠 1,2，隅中 智太 1，島田 典明 3，浅野 健一郎 3，小野 淳一 2，軸屋 和明 2，望月 精一 21 公益財団法人 大原記念倉敷中央医療機構 倉敷中央病院 臨床工学部 人工透析センター支援室［〒710-8602 岡山県倉敷市美和 1-1-1］
川崎医療福祉大学大学院 医療技術学研究科 臨床工学専攻
公益財団法人 大原記念倉敷中央医療機構 倉敷中央病院 腎臓内科
23（p<0.05），nPCR（p<0.05）と有意な負の相関を認め

１．緒言
近年、血液透析（HD）患者の dry weight（DW）の評

た．

価指標の 1 つとして生体電気インピーダンス法（BIA）

重 回 帰 分 析 で は ， 男 性 で VI （ p<0.01 ） ， CTRが用いられている．特に，多周波数 BIA（MF-BIA）で（p<0.05），HD 後の Alb（p<0.05）が，女性では年齢

測 定 さ れ る 細 胞 外 水 分 量 （ ECW ） と 総 体 水 分 量（p<0.01），BNP（p<0.05），nPCR（p<0.05）が，全対象（TBW）の比率である ECW/TBW 比は，体内水分量で は 年 齢 （ p<0.05 ） ， VI （ p<0.01 ） ， HD 後 の Alb

バランスを示し，DW 評価指標としての利用が期待さ（p<0.01）が ECW/TBW 比の独立した関連因子であっ

れている．

た．

我々は，HD 患者の ECW/TBW 比と循環動態および栄養状態との関連性について検討し，ECW/TBW

４．考察

比の臨床的特性を調査した．

HD 患者の ECW/TBW 比は加齢に伴って上昇し，その相関は女性で強い傾向にあった．筋肉量は細胞２．研究方法

内液量と関連し，その低下は ECW/TBW 比の相対的

過去に DW 評価の目的で MF-BIA による体成分分な上昇をきたすことから，加齢に伴う生理的な筋肉量

析と連続的ヘマトクリットモニタによる循環血液量変化の低下が ECW/TBW 比の上昇をきたすとされる．女率（%BV）の測定を実施した維持 HD 患者 60 名（男性

性は体脂肪量が多く，男性に比べ筋肉量のばらつき

30 名，女性 30 名）を対象に，ECW/TBW 比および定が小さい．そのため，女性で年齢による ECW/TBW 比

期の血液検査値を調査した．

の変化が強く現れた可能性がある．

循環動態指標として，%BV と除水率から volume

VI は間質から血管内への plasma refilling の程度を

index（VI）を，HD 前後の血清蛋白濃度から plasma

反 映 す る 適 正 体 重 評 価 指 標 と さ れ る ． VI とbody weight index（PWI）を算出し，ECW/TBW 比との

ECW/TBW 比との相関関係から，ECW/TBW 比の示

相 関 を 調 べ た ． 同 時 に ， 血 清 ア ル ブ ミ ン （ Alb ） ，す体内水分量バランスが適正体重の指標となり得ると

geriatric nutritional risk index（GNRI），標準化蛋白異考えられた．また，ECW/TBW 比は栄養評価指標で化率（nPCR）を栄養評価指標として ECW/TBW 比とある Alb，nPCR と強く関連した．HD 患者の栄養低下の相関を調べた．また，年齢，VI，心胸郭比（CTR），

は実体重の低下を 引き起こし ， DW との乖離から脳性ナトリウム利尿ペプチド（BNP），HD 後の Alb，

ECW/TBW 比の上昇をきたすと考えられ，栄養状態と

nPCR の 6 項目を用いた重回帰分析（stepwise 法）を

体内水分量バランスとは密接に関連すると考えられる．

実施し，ECW/TBW 比の規定因子を調査した．

これらのことから，ECW/TBW 比は適正体重と栄養状

なお，本研究は倉敷中央病院 倫理委員会の承認

態の両方を評価できる指標であることが示唆された．

を得て実施した．

加齢による生理的変化を考慮することで，適正体重評価指標としての ECW/TBW 比の有用性がより高まる可能性がある．

３．結果
単 相 関 で は ， 男 女 とも に ECW/TBW 比 は 年 齢（ p<0.05 ） ， %BV （ p<0.01 ） ， VI （ p<0.05 ） ， CTR

５．結言（p<0.05），BNP（p<0.05）と有意な正の相関を，HD 前

MF-BIA で測定した HD 患者の ECW/TBW 比は

後 の Alb （ HD 前 : p<0.01 ， 後 : p<0.001 ） ， GNRI

加齢に伴って上昇し，循環動態および栄養状態と強く関連する指標であると考えられた．

- 112 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017"! #!Ć®7 ćYWĆ

<:-2q¦¬ C?2

ĆĆ

ć8>`

（137）





ĆĆ

Ċ±700-8558 <:v<:@«op 2 u 5-1ċĆĆ>=r|{-2¬ C?2}
Æć9ßüØûĀãÌ 83.3­3.9ć92.3­2.9ć99.9­%$AËf[Ìć2 ZË¢Ön³¶Ñ

1.4 mL/min Æć³¿ÕÐXLÆ²ÃÂĄFig. 2ąĈÍÖÊ´»ÇÆtÉdÕÇ½Åf$

U¤Ìć2.5­0.2ć2.2­0.2ć2.0­0.2 sec ÆćU

Öjd½Å³ÔĈ½·½ćâĀàýëăêý[¤Ì 1.4­0.2ć1.4­0.2ć1.5­0.2 sec Æ²ÃÂĈĄSNDąÆÌ 1 ZË¢Æf$Öjd¼ÀÔÂÏć;$ËIKÊÑÓćÇÖÊ´ÂÏć¤_tÉdÕÇÉÔĈ
ZxÆÌćHÒÕÂ4ªZC?2O+\ÖÐÇÊćĄząS¯ [ n  f $  ^ i  ( iVer1.00° 1)ËâõùþăâúĀ5ÊÄ³ÅćSND Ê¶ºÔÉf$Ö]½ÂĈ
&$
SND br÷ăêÊ¶³Åć§%ËV¥/ ¥  Ö 250/150 mmHg Ç ½ ć  f e  # Ê ÌFig. 2

The average blood flow rate and urea clearance.

APS15SAĄTNöèÙÝýąć¢ÌßûĀñÞø
ãĄÝëùăþ£ 33 mmć16GĉöèÙÞçéąćY 0'á($ìßåĄSZáāÙèÙÜĀąÖn³ÂĈjdfÌÛâ

3fd¡Ê6¾Ô SND ËB&fd¡ÌćfÖn³ćml©)fÖn³Åòôéßüçé¶ÑÁ 1/2 ~DÆ²Óć9ßüØûĀãÊÄ³ÅÐBĄHctąÖ 30%ÊQ½ć9Ög"½ÂĈQGËÛ&fd¡Ê

âfËs¡ĄTPąÌ 4.35.5 g/dL Æ²ÃÂĈØûĀãÖHÒÕÉ·ÃÂĈSND Ë¤_tÉdÕÌć

3fd¡Ì 200ć250ć300 mL/min Ê,¼ÀÂĈĂÊ¶³ÅJË²Ôd¡cEÇÉÔĈd

B&fd¡ć9ßüØûĀãËaÊÌ t ]3Ö¡ĄOutflowąÆćÁÕÌ¨Æ²Ó 0-500 mL/min Ö

n³ćp<0.05 ÖXLÇ½ÂĈ

 0.15 sec Ë·ÉU¤Æ,ÎÂHÒÕÂ SND $d¡cEĄFig. 1ą·Òć

1½ćAË[ËÑ´ÊÉßü

¾ÔĈÎÂ¢Ë£¼ĂFÊÄ³ÅÐM¸IÆ²Ô¸ć¯[nf$^i(i°ÊÑÔÇ Hct 30%Ê¶³ÅÐćf$ËË%P/ dP Ö½ÂĈ

FæùăðÌ%P/ dP ¸-¹³Çy¼ÕÅ³ÔĈ
Rć.FæùăðÌf$ËáĀñûÚØĀãć
îÿăËXkćóĀñæùăðäàöĀéÉÈÊÑÔ

íçï×Ë*-¸µÒÕÔ¸ć%P/ÖÔ»ÇÆU¤Ëw¸)$¼ÀÊÉÔÇµÒÕÂĈâĀàýëăêý[ÌćFæùăðÊ¶³Å
%P/Ö£½ć.FæùăðÆÌíçï×Ö*Fig. 1

The waveforms at SND circuit (10 sec).

¼ÀÔ¸ćU¤Öw¼ÀßüØûĀãÖ!¼À
Ô»Ç¸

'$

Æ²ÔÇh¼ÕÂĈ3fd¡ 200ć250ć300 mL/min ËB&fd¡Ì 114.1­1.2ć131.3­1.5ć145.9­1.2 mL/min

1ą

- 113 -


http://www.ja-ces.or.jp/03publish/pdf/touseki_hyoujunka_kijun1.00.pdf

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（138）

Vascular Access 機能低下の重症度と CL-Gap の有用性について○小野淳一＊，白髪裕二郎＊＊，佐々木環＊＊＊，小笠原康夫，望月精一＊

川崎医療福祉大学医療技術学部臨床工学科［〒701-0193 岡山県倉敷市松島 288］＊＊

川崎医科大学附属病院 ME センター，＊＊＊川崎医科大学腎臓・高血圧内科学
３．実験結果１．緒言
血液透析治療を行うには，動脈と静脈を吻合し，表VA 機能低下の重症度別の CL-Gap 値を比較した在静脈から 200 〜300ml/min の脱，返血ができる

ところ，正常群では CL-Gap 値は低値を示したのにVascular Access(VA)を作成する必要がある．血液透対し，低下群，不全群と重症度の進行に伴い，

析は VA に２本の透析穿刺針を穿刺し，脱血した血液

CL-Gap 値は高値を示した(図１)．また， VAIVT 後にをダイアライザーに導き，血液を浄化した上で返血すは，低下群，不全群の CL-Gap 値はいずれも正常群る治療である．しかし，動静脈吻合部における流れのの値程度まで低下した．

乱れや頻回穿刺により血管壁の肥厚が生じ血管狭窄が生じると VA 機能低下を引き起こし，透析効率の低
下や VA 閉塞をきたす．このような VA 機能低下を的確に検出し， VA Intervention Therapy (VAIVT) を適応することは，透析効率の維持や VA 寿命の延長のために重要な課題である．この問題に対し，我々は透析前後の BUN 濃度から算出される透析効率と，透析治療条件から理論的に計算される透析効率の格差を評価するクリアランスギャップ（CL-Gap）を提唱し，
実血流量の低下や再循環による透析効率の低下を検出できることを報告してきた．しかし， VAIVT 前後
で CL-Gap 値が変化する群と変化しない群があり，その機序は明らかにされていない．そこで，我々は VA

４．考察

機能低下の重症度分類の重症度と CL-Gap 値の関係について検討を行った．

VA 機能低下の進行に伴い VAIVT 前の CL-Gap
は高値になる傾向を示し，かつ，VA 機能低下，機能不 全 群 で は ， VAIVT 後 に 実 血 流 量 の 上 昇 とCL-Gap 値 の 低 下 が 確 認 さ れ た ． こ の こ と か ら ，

２．実験方法
VA 機能低下に伴う脱血不良と，穿刺針の太さやCL-Gap 値は VA 機能低下による透析効率の低下を形状による脱血不良と分別することを目的に，牛血液正確に検出できるものと考えられた． また，機能低下

実験系により穿刺針の脱血特性を評価し，設定血流群では，指示血流量で脱血不良が認められなかった量に対する実血流量の関係式を求めた．

にも関わらず CL-Gap 値が高値を示した原因として，

次に，自己内シャントの狭窄にて VAIVT を施行し指示血流量は，透析前半の評価であるのに対した 52 例を対象に，透析開始 30 分後に指示血流量な

CL-Gap 値は透析治療全体における評価であることからびに設定血流量 300ml/min の条件下にて，実血流ら，透析治療中の除水による VA 機能のさらなる低下量を測定した．また，治療前後の BUN 濃度の変化かが寄与した可能性が示唆された．

ら， CL-Gap 値を計算した．VA 機能低下の重症度分類として，穿刺針の脱血特性推定値に対して実血流

５．結言

量が 10%以上低下した症例を脱血不良と定義し， 正

穿刺針の脱血特性推定式を用いて VA 機能不全

常群（QB 指示:-, QB300:-），低下群（QB 指示:-,の重症度分類を行った結果，VAIVT 治療適応の指QB300:+）， 不全群（QB 指示:+, QB300:+）の３群に標としての CL-Gap 値の有用性が確認された．

分類し，CL-Gap 値の推移を比較した．

- 114 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017%(!)$*

（139）

' #" &ª/!V0÷,÷÷øh÷øG$r÷øNBv÷øN

(÷øQ÷÷÷b5x',© 5,© ¡j#,xù­251-8511 w)4qZ7"]3 1-1-25ú÷÷b5x',',£ US5,2Eù­251-8511 w)4qZ7"]3 1-1-25ú
SHG ÄîÖæÞÖêÅ6ÆÍÐÃ²¿¾³«z{

,+
D~>:

^eõæÕðÞöÆ 24 L¡¦ÅÙòßàÕóÚÅgAÆ AEF Â SHG ÁnÃ^ÅÒ¢¶H[³¿¾¬¸ÐÆ AEF ÅH³z{<Æ'´µz{Å_È`ÒpoÂ

OF³&®¸Â²Í«AEF ÅH³9Æµ«ÙòºÀæÓóåðTõcG;göÒÎÐ¾KCëßàÕóÚ³k»Ë¼²¿¾¾ÉÁÆÃ®²Â°Ï¬lÁ´Ï¸Â³YÉÍÐ«ÈÍÐÀ®Ï¬z{áÕØðu×ÙÝðæòôõ AEFöÂ«X@ÒpoÂºÀz{ÅMÄÌÏïäíô
ÔðÒ.Iº¾PñuçìæÕôð SHGõ
SHGö³%¹ÐÀ®Ï¬½¸Á«y±·Ïz{^eÄÒ.¤Ä1º«X@ÂæÕðÞîÖæÞÖêÅWÒ¯¸ÂÒpoÂº¾¬-+éïÜðèóz{Òl®¾^e AEF Â

SHG«4duñãÛéôâÅz{ 1© z{Ò¥+Å¥+§?m§?ÄÀ1º¾¬Ç¾«AEF Â SHG Òl®À«^\ QB Ò 100 mL/min«e\ QF Ò 10 mL/minÄ-ºÀf^|Å^e.¨ÒIº«.¨

*²Í



³ 250 mmHg Ä¼ÏL¡Ò^æÕðÞîÖæÞÖêÂºÀa-º¾¬z{Ò^.¨=«

º½Å¦Ò1º¾¬.+
 1 Äz{Å¥+§?m

 2© æÕðÞîÖæÞÖêÅWÒt¼¬i

Å AEF ÁæÓóåðT³«Ç¾ SHG Ä±®ÀÊ¼ÎgÅT³s¹Ð¾³JÅ AEF«ñãÛéôâÁÆ1¹ÐÃ²¿¾¬ 2 ÄiÅ AEF Â
SHG ÅîÖæÞÖêa}RÒt¼¬AEF Â SHG ÅîÖæÞÖêÄÆ6³ÍÐÃ²¿¾¬ 3 Ä^e.¨=Åz{¦Å1}RÒt¼¬AEFÁÆWo\ÐHÏ³«SHG ÁÆ^ÁÙòßàÕóÚ³k»À®

ÅÈÁÙòßàÕóÚ
 3© z{¦Å1³k»À®¾¬
/+
z{

0+

Å

iÅ AEF Â SHG Áz{Å1}RÁÆ«SHG ÄÊ¼ÎgT³1¹Ð¾³«¸ÐÆ SHG ÁÊz{ÄcG;g³s¹Ð¾¬AEF Â SHG ÄîÖæÞÖêÅ6ÆÍÐ^_È`ÒpoÂºÀ«¼ÎgT³Î

Ã²¿¾³«ÙòßàÕóÚÅ8³nÃÏ¸Â³Ñ²ÐÍÐÀ®ÏÂ°ÍÐÏ¬f^.¨ÁÆ AEF Â¿¾¬- 115 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
ポスターセッション（優秀ポスター賞応募アリ）- 116 -

（140）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（141）

空気接触による血小板の活性化○澁谷慎 1，後藤晴 1，内貴猛 1，小野和秀 2，杉山博信２
1 岡山理科大学

生体医工学科［〒700-0005 岡山県岡山市理大 1-1］
２

日機装株式会社
果，with air は no air より有意に（p<0.01）大きく，約 2.5

１．緒言
血液に異物が混入すると血液中の血小板や凝固倍であった（図 1）．
また，with air の β-TG も no air より有意に（p<0.01）

因子が活性して血液は凝固し，血栓が形成される．
空気接触によっても血液の凝固が促進することが一

大きく，約 1.8 倍であった（図 2）．

般的に知られている．しかし，空気接触によりどの程溶血率を測定した結果，static，no air，with air，いず

度凝固が促進するのか，そしてそのメカニズムについれの間にも有意差はなく，空気と接触しても溶血が発ては実はよくわかっていない．そこで，本研究では空生しないことがわかった．

気接触により増加する血液中の血小板第 4 因子（PF4）と β トロンボグロブリン（β‐TG）の濃度を測定して空気接触による血小板の活性化度合いを検討した．
２．実験方法11 人の健常人から採取した 5 mL の血液を 2 分間
静置（static），あるいは 2 分間転倒混和（no air），同量の空気を入れて 2 分間転倒混和（with air）し，氷冷した．転倒混和については、血液を入れたシリンジを軸が鉛直方向になるようにローテータに取り付けて 18

Fig. 1 The ratio of PF4 concentration of no air

rpm で押し子とシリンダの位置が入れ替わるように回

and with air to that of static blood．

転させた．20 分間氷冷した後，血液を 2,500 Ｇ，20 分
間，5℃で遠心分離し，上清中の PF4，β-TG の濃度を測定した．採取した血液中の血小板数も測定した．
2 分間静置あるいは転倒混和した血液から 200 µL
を分注して 10 mL の生理食塩液に添加し，750 G で 5分間遠心分離した後の上清 3 mL をキュベットに入れ，
波長 576 nm における吸光度を測定して式（1）により溶血率 H（％）を求めた．ここで，最初に採血した血液から 200 µL を分注して 10 mL の純水，10 mL の生理
食塩液に添加した溶液をそれぞれ陽性対象，陰性対

Fig，2

象とした．
H ＝

試験液吸光度 − 陰性対照吸光度
陽性対照吸光度 − 陰性対照吸光度

The ratio of β-TG concentration of no air

and with air to that of static blood．
× 100 ⋯ (1)４．結言

なお，採血を含む本研究は，岡山理科大学人を対象とした研究倫理審査委員会の承認（受付番号 27-6）
を受けて実施した．

血液を空気に接触させると，ポリプロピレンに接触させた場合と同程度の PF4 と β-TG が放出され、ポリプロピレンに接触させた場合と同程度血小板を活性化させることがわかった．血小板の活性化には空気中の酸素あるいは窒素が関係していると考えられ，現在，

３．実験結果
個人差をなくすため static の値で基準化した no airの血液と with air の血液中の PF4 濃度を比較した結窒素を血液と接触させた場合の血小板の活性化度合
いを検討している．また，そのメカニズムを明らかにするため，TAT と第Ⅻ因子等の血液凝固因子の動態を検討している．

- 117 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（142）

小麦・多糖類混合系ゲルの物性について○細田捺希＊，吉村美紀＊＊＊

兵庫県立大学 環境人間学研究科［〒670-0092 兵庫県姫路市新在家 1-1-12］，＊＊

兵庫県立大学
３．実験結果１．緒言

ゆで時の水温変化は，試料間に大きな差は認めら

食品ハイドロコロイドは，増粘性，保水性，ゲル化性，気泡性，乳化性といった様々な機能を持つことかれなかった．

ら，加工食品，高齢者用食品の食感改良のために用吸水率は，C と比較し，SA，SB は低値を示し， SF

いられる食品素材としての役割などとして発展してきはわずかに低値を示した．ST は大きく高値を示し吸１）ている ．また，多くの食品は混合系で用いられること

水性の高い試料となった．
表面色は，C と比較し，SA<SF<ST<SB の順で⊿Eが多いことから，食品モデルとして，今回は小麦とセルロースと澱粉の多糖類混合系ゲルを作成し，その値が高値を示し，C との色差が大きくなった．
貫入試験において，初期弾性率は，C と比較し，物性を検討した．

SA，SB，SF，ST のいずれの試料もやや高くなり，SB
２．実験方法で最大となった．貫入応力は，全ての試料において，(1)試料歪の増加に伴い高くなり，歪 0.8 における試料間の差

小麦粉(中力粉)と蒸留水(粉に対して 50%)，食塩が 最 大 と な っ た ． 貫 入 応 力 は ， C と 比 較 し ， ST

(粉に対して 3%)を用い試料を調製し，単独試料(C)と<SF<SA<SB の順で高値を示し，SB の貫入応力は他した．セルロース A，セルロース B，セルロース F，タピの試料より有意に高くなった．

オカ澱粉 T を各々5%混合した試料を SA，SB，SF，ST とした．先行研究より，セルロースは，F，A，B の

４．考察

順に水分散状態が良く，体積基準粒子径は小さかっ

貫入応力は，C と比較し，ST<SF<SA<SB の順で高た(SA：47μm，SB：21μm，SF：252μm)．試料は, 30値を示し硬くなった．これはセルロースの水分散状態

分間混捏し，10℃で 40 分間以上静置，圧延，成形と体積基準粒子径との相関がみられ，水分散状態が(縦 1cm，横 1cm，高さ 2.5mm)した．15 分間ゆでた後，よく体積基準粒子径が小さいほど貫入応力が高値を

冷却，水切りし，ゆで後試料とした．

示し硬くなることが明らかとなった．粒子径が小さい試(2)水温変化料は全体の表面積が広がりセルロースの保水性が高温度計(HI 9063, ハンナ製)を使用しゆで始めからくなり小麦粉の実際の濃度が高くなることも予想される．

ゆで終わりまでの水温変化を 10 秒ごとに測定した．

タピオカ澱粉 ST は，貫入応力が低値を示したが，こ(3)吸水率れはセルロースが水分吸収を阻害するのに対し，タピ

ゆで前試料 150g を用い，ゆで前試料とゆで後試料の重量を測定し吸水率を以下の式により算出した．

オカ澱粉は促進し水分を多く含むことによると推察された．

吸水率(％)＝（ゆで後試料重量(g)－ゆで前試料重量(g)）／ゆで前試料重量(g)×100

５．結言(4)表面色

水分散状態が良く体積基準粒子径が小さいセルロ

測色計（ND-300A，日本電色工業㈱製）を用いてースの混合により，より貫入応力は高値を示し硬くな

ゆで後試料の測定を行い，L 値、a 値、b 値を求め，った．一方，タピオカ澱粉は水分を吸収しセルロース

色差として⊿E 値を以下の式より算出した．

試料より軟らかくなった．混合する食品ハイドロコロイ⊿E 値＝(5)貫入試験ドの違いにより差がみられることが明らかになった．
文献

クリープメーター(RE-3305：山電製)を使用し，試料の 95%を圧縮速度 1.0mm/sec で圧縮した．初期弾性1)率と，歪 0.2，0.5，0.8 における貫入応力を求めた．

シーエムシー出版，1-3，2007．

- 118 -

西成勝好：食品ハイドロコロイドの開発と応用，

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（143）

小麦粉-パルプ混合系の物性に及ぼすパルプ粒径の影響○永井紘太＊， 北森江里佳＊＊， 佐藤恵美子＊＊＊， 吉村美紀＊＊＊

兵庫県立大学 大学院 ［〒670-0092 兵庫県姫路市新在家本町 1-1-12］＊＊

兵庫県立大学＊＊＊

新潟県立大学
３．実験結果１．緒言
近年，食品に様々な機能性を付加させた商品の開置換率の影響では，全てのパルプにおいて 20%置発が盛んに行われている。不溶性食物繊維の一種で換試料より 30%置換試料で圧縮応力，圧縮歪，圧縮あるパルプ素材(以下パルプ)は，食品添加物としてもエネルギーが有意に増加した。

広く用いられており，腸内環境の改善や血清 LDL-コ

圧縮応力はパルプ A，B，C，D 20%置換試料，

レステロールの低下，血糖値上昇抑制作用などの効30%置換試料とも有意な差はみられなかった。圧縮1)。本研究ではパル

歪では 20%置換試料，30%置換試料ともパルプ A 試

プの添加によって食品の有する機能性の向上を目指

料が最も低値であり，初期弾性率ではパルプ A 試料

し，置換率・粒径の異なるパルプを用い小麦粉-パルとパルプ D 試料が高い値を示した。

果を有することが報告されている付着性は 20%置換試料において，パルプ A 試料

プ混合系を作製し，その物性への影響を調べた。

が低く，パルプ B，C，D 試料の順に高くなった。パル
プの粒子径が大きくなるにつれ，パルプ置換試料の２．実験方法
試料は同量の薄力粉(日清製粉:フラワー)，強力粉

付着性も増加する傾向がみられた。凝集性では 20%(日清製粉:カメリヤ)を混合したものの一部をパルプに置換試料，30%置換試料ともパルプ A 試料が最も低置換して作製した。パルプは粒径，形状の異なる 4 種

く，ばらつきやすい結果となった。

類 A，B，C，D(表 1)を使用した。置換割合は小麦粉
重量の 20％，30％とした。全粉量の 80%の蒸留水で

４．考察

10 分間膨潤させたパルプを小麦粉に加え，5 分間混

パルプ 20％置換試料と比較し，パルプ 30％置換

捏しドウに調製したものを 12.0±0.1g ずつ分割し直径試料で有意に初期弾性率，圧縮応力，圧縮エネルギ

30mm，高さ 12mm のガラス製リングを用い充填，成型ーが増加したことから，パルプの置換率が高くなるとした。この試料を 25℃で 60 分間静置した後，1000ml

硬くなることが示唆された。これは高い吸水性をもつの沸騰水中で 10 分間加熱を行った。加熱後 25℃でパルプの置換率が増加したことで，小麦粉が利用す

60 分間静置させたものを測定試料とした。測定はクリる水分が減少したためと考えられる。

ープメーター (RE2-3305B(山電(株))を用い，圧縮試

パルプの粒径に関しては，パルプ A 試料で圧縮歪，験・テクスチャー測定を行った。圧縮試験では圧縮速凝集性が低値を示したことから，粒径が小さいパルプ

度 1mm/sec，圧縮率 80%で圧縮応力，圧縮歪，圧縮は崩れやすく，ばらつきが大きくなる傾向を示した。粒エネルギー，初期弾性率を求めた。テクスチャー測定径が小さいものほどパルプの表面積が増加し，より多では圧縮速度 1mm/sec，測定歪率 80%でかたさ，凝くの水分がパルプに分布したためだと推察する。

集性，付着性を求めた。
５．結言
表 1 パルプの形状・粒径
サンプル名
パルプ A
パルプ B
パルプ C
パルプ D

形状
粉末状
無定形
(フレーク状)無定形(フレーク状)無定形(フレーク状)中央値(μm)

小麦粉-パルプ混合系における，パルプ置換が物
最頻値(μm)

121

142

252

316

372

479

612

710

性に与える影響を置換率，粒径の異なる 4 種類のパルプを用い検討した。パルプ置換率が高い方が硬く，粒径が小さい方が硬いゲルとなった。

1）- 119 -

文献
Brown L, Rosner B, Willett WC, et al. Cholesterol-lowering effects of dietary fiber: a meta-analysis. Am J Clin Nutr 1999; 69: 30-42

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（144）

ミスフォールディングによる凝集形成を防止するためのペプチドとその抑制効果〇杉山さつき，水沼亮太，柴立郁美，佐伯政俊
山陽小野田市立山口東京理科大学大学院 工学研究科［〒756-0884 山口県山陽小野田市大学通１－１－１］

凝集 有無を評価し CD スペクトル測定で二次構造を

１．緒言
タンパク質 ミスフォールディングにより凝集形成されたアミロイド評価した。

アミロイドーシスと深く関係し、そ 集合体形成を抑制するため 研究が精力的に進められ

３．実験結果
BN1A

モデルタンパク質として RNA 分ている。本研究で解酵素 バルナーゼ

M1 モジュール(BM1)に着目

ロイド

チオフラビン T

蛍光測定においてアミ形成を抑制することができた。さらに、BN1A

αヘリックス構造でncd に相当する配列 残基を別 残基に置換したアミロイドを形成する。

各種変異体ペプチドを調製したところ、Phe を Ala や

そこで分子シャペロン様 分子設計を施すことによっ

Tyr、Leu に置換、 Lys を Arg や Ala に置換すると蛍した。BM1、タンパク質中であるが、BM1 フラグメントでてタンパク質中と同様

BM1

αヘリックス形成をCD ス

光強度が増大した。また、これら ペプチド実現させ、アミロイド形成による凝集を防止するメカニ

ペクトル測定でランダムコイルやβシート構造を形ズムを解明することを目的とした。

成してしまった。ncd

Phe や Lys が BM1

αヘリックス構造 形成において重要であると考えられる。
２．実験方法タンパク質中 ある領域がαヘリックス構造を形成

４．考察

する場合、他 ヘリックスと分子間や分子内で疎水性

ncd

配列中において、Phe を Ala や Tyr、Leu に相互作用しαヘリックス構造を形成する「会合型」と独置換、 Lys を Arg や Ala に置換するとαへリックスを立してヘリックスを形成する「単一型」がある。BM1

形成しなくなり凝集してしまったことから、これら単独で異位置がαへリックス構造形成を誘導するにあたり重βシート構造を形成するため会合型である

変要であると考えられる。

と考えられる。

図１．αへリックス構造形成 様式

しかし、BM1

会合するαヘリックス構造が存在し

図２．ncd における各種変異位置と凝集 有無

ないため、キネシンスーパーファミリータンパク質であ四角 凝集、丸 凝集しなかった変異位置を示す

り単一型 αヘリックス構造 形成能を有する ncd をBM1 と相互作用する領域として用いた。αへリックス

５．結言形成を促すタンパク質としてキネシンスーパーファミ

Lys や Phe 残基がミスフォールディングを防ぐαヘリ

リータンパク質 αヘリックス領域 ncd を用い、BM1ックス構造 誘導形成において重要なアミノ酸残基で

と ncd

ある。

間 に ル ー プ を 介 し た ペ プ チ ド （ BN1A:

AQVINTFDGVADYLQTYH － [ β -Ala － Asp －D-Ala－β-Ala(5)]－KEQLFQSNM）を設計した。さらにそれぞれアミノ酸残基ため、probrn や ncd

重要性について調べる

配列中 残基を別 残基に置

文献1） Saiki, M., et al.: Higher-order Molecular Packing
in Amyloid-like Fibrils Constructed with Liner

Fmoc

Arrangementsof

固相合成法により合成し、チオフラビン T 蛍光測定で

gen-bonding

Side-chains.

換したペプチドを設計した。これら ペプチド983-998, 2005.

- 120 -

Hydrophobic

andJ.Mol.Biol.,Hydro348,

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（145）

温度勾配を駆動力とした
アスピリン/シクロデキストリン包接錯体の分子輸送現象○江口和也(1)，川口翼(2)，新屋敷直木(3)，八木原晋(3)，喜多理王(3), (4)，Doreen Niether(5)，Jana Hovancova(6)，Simone Wiegand(5), (7)(1)

東海大学大学院 理学研究科物理学専攻［〒259-1292 神奈川県平塚市北金目 4-1-1］
(2)

(4)

東海大学大学院 総合理工学科総合理工学専攻, (3)東海大学 理学部物理学科

東海大学マイクロ・ナノ開発研究センター, (5)ICS-3 Soft Condensed Matter, Forschungszentrum Jülich GmbH
(6)
(7)

Chemistry Department, Pavol Jozef Šafárik Univercity

Chemistry Department – Physical Chemistry, University Cologne

１．緒言

0.5

シクロデキストリン(CD)は内側にゲスト分子を包接

ST / 10-2 K-1

することが知られている。そのため包接、徐放挙動を利用してドラッグデリバリーシステムに応用しようとする研究が盛んになされている。しかし包接錯体の熱力

0.0

-0.5

学的非平衡下での物質輸送は今までに議論されていない。そこで本研究では温度勾配を駆動力とした物-1.0

質の輸送現象であるルービッヒ・ソレー効果に着目した。この現象を特徴づける値としてソレー係数𝑆T があ

10

るが、𝑆T の大きさや符号反転のメカニズムについての詳しい分子論的な解釈は充分ではない。しかし近年

20 30 40 50
Temperature / oC

60

Fig.1: The Soret coefficient of CDs(opensymbol) and CD/aspirin(solid symbol) in water
as a function of temperature.

では水溶液において水素結合の寄与が𝑆T の値を増減させる報告が成されている 1)。本研究では CD とア
スピリンの包接錯体の𝑆T がどのように変化するかを詳

D-CD
D-CD+aspirin
E-CD
E-CD+aspirin
J-CD
J-CD+aspirin

４．考察

細に調べることで、分子量の変化や水素結合サイト数

アスピリンを包接したことによる𝑆T の増加は CD がアのソレー効果への寄与を明らかにすることを目的とす

スピリンを包接し水酸基数が CD 単体よりも増加したた

る。

めだと考えられる。一方で測定温度が 40℃以上になると低温側で見られたようなソレー係数𝑆T の増加はなかった。これは測定温度が高温になるにつれて包接２．実験方法α - 、 β - 、 γ - 、 methyl- β - 、 heptakis(2,6-di-O-meth

能が弱まり包接錯体を形成する割合が減ったためだyl)-β-CD を溶質に、溶媒に超純水を用いてそれぞと考えられる。発表では上記の議論に加え methyl-β-、れの濃度を 1.0wt%に調製した。ゲスト分子にはアセheptakis(2,6-di-O-methyl)-β-CD のソレー効果についチルサリチル酸(アスピリン)を用いてそれぞれのシクロても詳細に議論する。

デキストリンに等モルとなるように調製した。測定温度
範囲は 10～60℃で infrared thermal diffusion forced

５．結言
CD にアスピリンを包接させたことにより𝑆T の値は上Rayleigh scattering 法(IR-TDFRS 法) 2)を用いてソ昇した。これはアスピリンの包接に伴い水酸基数が変レー効果の観測を行った。

化したためだと考えられる。よって水素結合はソレー係数の支配因子の一つである。

３．実験結果Fig.1 に水を溶媒とするα-、β-、γ-CD およびこれらCD とアスピリンの包接錯体の水溶液の𝑆T の温度依存性を示す。水溶液中の𝑆T は測定温度範囲で温度の上昇と共に負から正へと増加した。測定温度 40℃以下において CD とアスピリンの包接錯体の𝑆T は包接に1）2）より増加した。

- 121 -

文献
K. Eguchi, D. Niether, S. Wiegand, and R. Kita.
Eur. Phys. J. E 39, 16086-16094, 2016.
S. Wiegand, H. Ning, and H. Kriegs. J. Phys.
Chem. B 111, 14169-14174, 2007.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（146）

TAVI における生体弁ステント部の不完全展開に関する力学的検討○伊藤朋晃＊, ＊＊，山田宏＊，白井伸一＊＊＊＊

九州工業大学 大学院生命体工学研究科［〒808-0196 福岡県北九州市ひびきの 2 番 4 号］＊＊

小倉記念病院 検査技師部工学課，＊＊＊小倉記念病院 循環器科

１．緒言
経カテーテル的大動脈弁植込み術(transcatheter
aortic valve implantation; TAVI)は石灰化大動脈弁
狭窄症に対する有効な手術法である 1). TAVI に用いられる弁のうちバルーン拡張式弁は弁輪部で保持されるので，弁輪部の力学特性の影響を受ける．
Fig. 1 Short-axis view of a stent in CT image.

Nijhoff らによると，規定径 23 mm のステント付生体弁の留置後の直径は CT 撮像より 21.4±1 mm（平均値±標準偏差）であった．このステントの不完全展開の原因解明は手術成績の向上に不可欠である 2).
２．方法
臨床症例で規定径 23 mm の生体弁が選択された症例に着目し, 留置術後の CT 画像から生体弁の形

Fig. 2 Comparisons of balloons with/without a ring.
Each one expanded with 17 mL of water.

態計測を行った. なお，本研究は小倉記念病院倫理委員会の承認を得ている．
生体弁の留置後の直径が 23 mm を下回る原因を

４．考察

明らかにするため，内径 20 mm，幅 10 mm のフッ素樹

臨床症例で規定径に満たないステント部の不完全

脂製リングをバルーン中央の外周に配置し，規定量展開の原因については, 弁輪部に石化化が生じるなの水 17mL を用いてバルーンを拡張した.

どしてバルーンの拡張を妨げられ，バルーンの他の上述の実験条件を模擬してバルーンによる拡張時

領域が膨張し，結果としてステントの拡張が途中で止の内圧と体積の関係を検討するため，Abaqus 2017

まることが推察された. したがって，今後，臨床症例の(SIMULIA)にて回転軸対称の有限要素解析を行っ

術前 CT で観察される石灰化がバルーンの拡張とステた．バルーンは初期容積 19.6 mL，ヤング率 800 MPa,

ントの展開をどのように妨げるのか予測できれば，弁ポアソン比 0.45，リングはヤング率 13 GPa, ポアソン

破裂の予防に繋げられる可能性がある.

比 0.42 とした．

５．結言

３．結果

バルーンの変形挙動の力学的検討により，バルー

CT 画像での術前弁輪径（長軸長と短軸長）が 21.6mm と 21.2 mm であった 92 歳女性の臨床例を図１にンの一部の拡張が抑制されることによってステント付
生体弁が不完全展開となり得ることが示された．

示す．留置後のステントの直径（長軸長と短軸長）は20.5 mm と 19.5 mm で，規定径を 3 mm ほど下回って謝辞
本研究は JSPS 科研費 26420018 の助成を受けた．

いた.
バルーンの拡張実験におけるバルーンの形状を図２に示す．図左側のリングを付けていないバルーンで文献
Willson A., et al.: Structural integrity of balloonexpandable stents after transcatheter aortic valve
replacement: assessment by multidetector computed tomography. J. Am. Coll. Cardiol. Intv., 5,525-532, 2012.
2） Nijhoff F et al.: Transcatheter aortic valve implantation with the new balloon-expandable Sapien 3 versus Sapien XT valve system: a propensity score-matched single-center comparison.
Circ. Cardiovasc. Interv. 8, e002408, 2015.

1）

は，拡張時の外径は 23.2mm で, このときの内圧は0.61 MPa であった．また，図右側のリングで変形を拘束したバルーンでは，拡張時の最大外径は 23.8 mm，
このときのバルーン内圧は 0.71 MPa であった.
有限要素解析の結果，バルーンの容積は内圧 0.61
MPa で 19.8 mL，内圧 1.21 MPa で 20.7 mL で，それぞれ除荷時から 0.2 mL および 1.1 mL だけ増加した．

- 122 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（147）

ずり応力に対する消化管組織由来の細胞応答○志村大智，上田早希，道端良之介，小川剛伸，桝田哲哉，谷史人
京都大学大学院農学研究科［〒611-0011 京都府宇治市五ケ庄］
３．結果および考察

１．緒言
近年，膜受容体や細胞骨格等が物理的刺激を感Real-Time PCR の結果から， TRPV4 は Caco-2 以

知することが注目されている．例えば，血管内皮細胞

外の細胞で発現し，Detroit562 において最も多かった．

は，細胞外 ATP により活性化されるイオンチャネル型

そこで，Detroit562 に対して TRPV4 を指標に FSS を受容体の P2X4 を介して血流のずり応力（Fluid Shear

供したところ，ATP 非存在下において細胞外からのカStress : FSS）の物理的刺激を感知し，NO 産生や血管

ルシウムイオンの流入が認められた．また，TRPV4 の拡張といった応答を引き起こすことが報告されている

アンタゴニストである HC-067047 存在下で同様の試

1)．また，消化管内においても，嚥下後の食塊の形状験を行ったところ，細胞内カルシウムイオン濃度の増や流動性等を感知する機構が存在すると考えられる．

加量は有意に減尐した．この結果から，Detroit562 は

我々はこれまでに，消化管組織由来の細胞が P2X4

ずり応力に対して TRPV4 を介して主に応答しているを介して FSS の物理的刺激に応答することを確認してと考えられる．一方，HT29-MTX-E12 には P2X4 が多

2)いる ．一方，P2X4 以外の機械受容体の存在は示唆く発現していることから，P2X4 を指標に ATP 存在下/されているが，それらの受容体を介した消化管組織由非存在下で FSS に対する応答を比較したところ，ATP来の細胞における応答については十分にわかってい存在下においてより顕著な細胞外からのカルシウムイ

ない．本研究では，カルシウムイメージング法を用い，オンの流入が認められた．また，P2X4 のアンタゴニス

P2X4 に加えてイオンチャネル型の TRPV4 を指標に，トである 5-BDBD 存在下で同様の試験を行ったところ，

消化管組織由来の細胞の FSS に対する応答を明らか

細胞内カルシウムイオン濃度の増加量は有意に減尐にすることを目的とした．

した．この結果から，HT29-MTX-E12 はずり応力に対して P2X4 を介して主に応答していると考えられる．

２．実験方法ヒト消 化管 組織由 来の 細 胞 とし て ，顎下 腺由 来

４．結言

A-253，咽頭由来 Detroit562，結腸由来 Caco-2，結腸FSS に対して，Detroit562 および HT29-MTX-E12

腺由来 HT29-MTX-E12 を用いた．Real-Time PCR には，各々TRPV4 および P2X4 を介して主に応答するこより各々の細胞について TRPV4 の遺伝子発現の有と，また，消化管組織においては部位特異的な FSS

無と発現量を調べた．次に，µ-slide に接着させた細に対する細胞応答機構が存在することを見出した．

胞にカルシウム蛍光指示薬である Fura-2 を取り込ませた後，FSS を供し，蛍光比を測定した（図 1）．細胞

謝辞

内カルシウムイオン濃度は，細胞に FSS を供した後，本研究を始めるにあたり，獨協医科大学生体医工学

カルシウムイオノフォア（A-23187）およびカルシウムキ

安藤譲二先生，東京大学大学院システム生理学山本

レート剤（EGTA）を添加し，その際の蛍光比の値より希美子先生にご指導いただきました．また，本研究は算出した．

生研センター「革新的技術創造促進事業（異分野
融合共同研究）－工学との連携による農林水産物
由来の物質を用いた高機能性素材等の開発」の支援を受けて実施しました．ここに謝意を表します．

1）2）
図 1 µ-slide を用いた流路系の概要図．

- 123 -

引用
Yamamoto, K., Korenaga, R. and Ando, J.: Fluid
shear stress activates Ca2+influx into human endothelial cells via P2X4 purinoceptors. Circ. Res,
87(5), 385-391. 2000
道端良之介ほか : 日本農芸化学会関西支部大会（第 496 回講演会）, B-a01, 2016

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（148）

Langmuir 法を利用した非対称性リポソーム調製法の検討○光武祐希，大石祐司，成田貴行
佐賀大学大学院 循環物質化学専攻［〒840-8502 佐賀県佐賀市本庄町１］
１．緒言
細胞内の多様な化学種の影響と解析の難しさのため、細胞そのものを用いて目的の物質や構造の役割を解明するには限度がある。この困難から、最小限度の構成要素を再構成し、特定の挙動を実験にて再現することでこれらの機能的役割を明らかにしようとする

図１,水平引上法によって ITO 基板に累積された Texas Red DHPE

試みがなされている。細胞の膜表面は表と裏が異なる

膜の蛍光退色の様子。左図：全体の蛍光像、中図：スポット照

組成の脂質から構成されており、この非対称性は細射時の蛍光像、右図：20 分スポット照射後の全体の蛍光像

(1)

(2)

胞構造安定性 や細胞死 に関して必要不可欠な要

スケールバー10μm

素として知られている。しかし、そのメカニズムは明らかではない。非対称性リポソームの調製法として液滴法があるが、この方法では脂質二重層間にオイルが混入する欠点があった。そこで我々は非対称性ユニラメラリポソームを調製する手段として気/液界面上の単分子膜（Langmuir 膜（L 膜））に着目した。本研究で

図 2,DOPC と DOPC/DPPC/Chol＝1/1/1 からなる非対称リポソーム

は Langmuir 法を利用した非対称性リポソームの新規蛍光顕微鏡像（左図/緑フィルター）と（右図/赤フィルター）調製法を提案する。Langmuir 法を用いて調製したリスケールバー10μm

ポソームは蛍光顕微鏡観察を使った相分離構造の有図２はそれぞれの蛍光フィルターで観察された蛍無により、その非対称性を確かめた。

光顕微鏡像を示す。同一のリポソームに対して

２．実験方法NBD-Chol（左）と Texas Red（右）の蛍光による

超純水を張ったテフロンシャーレ（内径 90 ㎜）の中縁取りがそれぞれ確認できた。この結果は異なるに ITO 基板（50 ㎜×50 ㎜）を静置し、水面上に DOPC

脂質成分の両方が一つのリポソームに含まれてい（NBD-Chol 蛍光標識）をトルエンにて展開した。乾燥ることを示している。また、フィルターの違いで

後 ITO 基板を引き上げ、12 時間この基盤を乾燥する

全くことなる形態が観察された。DOPC 一成分系

ことで単分子脂質を有する ITO 基板を得た。同サイズの縁が均一な蛍光像に対し、DOPC/DPPC/Chol 三の ITO 基板上に超純水を張り、DOPC/DPPC/Chol＝成分からなる膜成分の蛍光像では相分離構造が現1/1/1（Texas Red DHPE）トルエン溶液を用いて L 膜をれたことを示している。このことは、膜表裏の拡同様に水面上に調製した。乾燥脂質単分子膜を有す

散（フリップフロップ）は起こっていないため、る前者の ITO 基板とこの L 膜を張り合わせ、45℃で±非対称性が保たれていることを示唆している。

2V、10kHz のパルス電圧を 2 時間印加しリポソーム分

４．結言
Langmuir 膜を使った新規のリポソーム調製法を用散液を得た。調製されたリポソームは赤フィルター（645/75）：Texas Red と緑フィルター（527/30）：NBD のいて、非対称性を有するリポソームの調製に成功した。

フィルターを変えて蛍光顕微鏡で観察を行った。

この方法は、油の混入がない非対称性リポソーム調

３．実験結果および考察

製方法として今後細胞膜の非対称性の役割を明らか

図１は、単分子脂質膜を有する ITO 基板上の蛍光にするうえで重要なツールとなりえる。

顕微像を示している。この結果より L 膜を利用したことでほぼ均一に脂質膜が ITO 基板上に累積されていることが分かった。

1）
2）- 124 -

文献
Manno, S. ; Takakuwa, Y. Mohandas, N. PNAS.
2002, 99, 1943–1948.
Balasubramanian, K. ; Schroit, A. J. Annu. Rev.
Physiol. 2003, 65, 701–734.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（149）

コラーゲンゲルに現れる新奇な巨視的パターン○近藤美咲＊，大石祐司＊，古澤和也＊＊，成田貴行＊＊

佐賀大学大学院工学系研究科［〒840-8502 佐賀県佐賀市本庄 1］＊＊

北海道大学先端生命科学研究院[〒060-0810 札幌市北区北 10 条西 8 丁目]

１．緒言
コラーゲンは動物の代表的な細胞外マトリックス(ECM)である。ECM は体内で、細胞外側に構造体を形成し、細胞と細胞の接着や細胞配列に強く関与している。当研究室では海藻成分の ECM の一種である
アルギン酸水溶液を束縛された空間でゲル化すると、特徴的な巨視的パターンを有するアルギン酸カルシ
ウムゲルを自発的に形成できることを見出している。コラーゲンもアルギン酸と同じような条件場におかれた
際に、パターン を自発的に形成するのであれ ば、ECM 自身が元来、特徴的な形態を形成する能力を(a)(b)
図 1 pH 9 緩衝溶液,10 ℃
でゲル化させたコラーゲンゲルの(a)明視野顕微像 (b)
偏光顕微鏡像有していることを示す証拠となり得る。一方で細胞工学の面からは、三次元細胞組織体の制御が切望されており、ECM を利用した組織形態のコントロールは生体外で臓器及び組織再生する技術を後押しする手段になる可能性を秘めている。本実験では、コラーゲン
をアルギン酸ゲルのパターン形成時と同様な条件でゲル化させ、巨視的なパターンを形成する能力があるかを検討した。

の距離が増すと間隔が増加すること、間隔サイズのオーダーが 104 倍ほど大きいことから、既知の線維バンド構造とは異なる新奇なコラーゲンの形態であることを示唆している。パターンの数値的な解析から、今回得られた縞間隔は、拡散口から縞までの距離におおよそ比例する事が分かった。パターンの数値的な特徴は、ゲル中での拡散反応の結果、沈殿物が生成さ

２．実験方法
内径が異なる毛細管(0.30, 1.0, 1.90 mm)に各々コラーゲン溶液 ICP-50 (KOKEN)を充填した。そのコラーゲンを封入した毛細管の端を透析膜で、もう片方の端をフッ素シールテープで封緘し、透析膜から緩衝溶液が拡散するシステムを構築した。この毛細管を各pH 緩衝溶液(pH 7.0, 8.0, 9.0, 10, 11)中、10℃で一週間ほど浸漬した。その後、明視野顕微鏡及び偏光顕微鏡で形成したゲルの形態の観察を行った。

れる際に沈殿物の不連続なバンド構造として現れるリーゼガング現象と一致した。コラーゲンは等電点を約
pH 9.1 に持ち、pH 9 付近の緩衝溶液がコラーゲン水溶液に拡散することで電荷がキャンセルされ、水への溶解度を低下させる。実験結果でも pH 9 で最もパターンが鮮明に表れている。このことから、コラーゲン水溶液の場合、溶解度の低下により生じる凝集及び収縮作用を伴なった一種のリーゼガング現象が引き起
こされ、不連続で規則的なパターンが形成されたと考察される。

３．実験結果主に pH 9、10 の緩衝液に浸したコラーゲン溶液に緩衝溶液の拡散方向と垂直に縞模様のパターンが形成することを確認した。その間隔は約 50μm であった。
明視野顕微観察と、これをクロスニコル状態で観察した像を図 1 (a),(b)に其々示す。この縞間隔は緩衝溶

５．結言
アテロコラーゲン溶液を空間内でゲル化することで巨視的なバンド形態が生じることを見出した。形態の特徴はリーゼガング現象に類似した。

液の拡散口より遠くなるに従って広くなった。コラーゲ
ン分子は線維状態で規則正しく配列し、特徴的な縞模様バンド構造(平均間隔 64 nm)を形成することが知1）られているが 1) 、今回観察されたパターンは拡散から- 125 -

文献
Ramachandran, G. N., and Kartha、G.: Structureof collagen. Nature, 174, 269-270, 1954.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（150）

浅大腿動脈のねじり短縮複合負荷に対する自己拡張型 Ni-Ti 合金製ステントの有限要素解析○朱 暁冬＊，橋本雅也＊＊，梅津光生＊＊＊，岩崎清隆＊＊＊＊＊

早稲田大学 創造理工学研究科[〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2]＊＊

早稲田大学 創造理工学部 総合機械工学科＊＊＊

早稲田大学理工学術院 創造理工学部 総合機械工学科＊＊＊＊

早稲田大学理工学術院 先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻

１．緒言

３．結果

浅大腿動脈には，歩行などの日常的運動に伴い，ねじり短縮複合負荷を作用させた 1 サイクルにおけ血管の長軸方向への短縮変形やねじり変形が複合るステントの各節点に生じるひずみの振幅と平均ひず的に作用する．自己拡張型 Ni-Ti 合金製ステント

みを求め，ステントの破断耐久性を予測するためので治療された浅大腿動脈の約 25%に再狭窄が起こ

Constant-Life 疲労線図を作成した．すべての点が疲り，その内 43.7% にステント破断が起こっていた

労限度線の下に位置し，破断が生じる可能性が低いという報告がある

1)．本研究では，有限要素法をことがわかった．血管モデルに生じる応力の振幅を求用いて血管モデル内でステントを留置し，短縮・めたところ，拡張されたステントのエッジ部と接する血ねじり複合負荷を作用する解析プロセスを構築し，管部位において応力振幅が高いことがわかった．

ステントの破断の有無およびステントを介して血４．考察管に生じる応力を解析することを目的とした．

浅大腿動脈ではステント破断を抑制するステントの開２．方法

発が求められる．本研究で構築した手法により浅大腿Micro-CT を用いて外径 6mm，長さ 40mm の自己拡動脈に用いるステントの破断の予測に有用と考えられ張型ステントを撮影し，CAD を用いてステントをモデた．臨床ではステントが留置された浅大腿動脈の遠ル化した．ステントの段階的な自己拡張を実現するた

位部で再狭窄が生じた報告があり 3)，血管に生じる高め，ステントモデルの外側に径 7mm 長さ 12.5mm のい応力振幅は再狭窄の原因になり得ると考えられた．

筒を 4 つ配置し，ステントの径を可変できるようにモデル化した．血管モデルは内径 4mm，厚さ 1mm, 長さ

５．結言

46.36mm として作成し，長さ 60mm まで引っ張り，初有限要素法を用いてステントを血管モデルに留置期ひずみを与えた．Ni-Ti 合金製ステントの材料は弾し，ステントを留置した血管モデルにねじり短縮複合性率 62GPa, ポアソン比 0.33 とした．血管モデルは超負荷を作用する解析プロセスを構築した．ステントの弾性材料である Mooney-Rivlin として定義した．

破断の有無を検証でき，設計段階での検証に用いる

まず，ステントの外側の筒を中心方向に変位させ，手法として有用と考えられた．ステントエッジ部と接す

ステントの外径を 2mm まで圧縮する解析を行った．次る血管部位に高い応力振幅が生じることこがわかり，に，4 つの筒をステント端部から順に拡張し，ステント

再狭窄の原因となり得ると考えられた．

への径方向の拘束を解除し，血管モデル内にステントを留置する解析を行った．最後に，浅大腿動脈の変謝辞

形を模擬するため，長軸方向 15%短縮，0.3deg/mm

本研究は，厚生労働省革新的医薬品・医療機器・のねじりの複合負荷をステントが留置された血管モデ

再生医療製品等実用化促進事業のご支援を得て行ル に 繰 り 返 し 作 用 し た

2)(Fig.1) ． 解 析 はった．ここに関係者諸氏に厚くお礼申し上げる．

ADINA9.2(NewtonWorks Corporation)を使用した．
1）

Fig.1 Strain and stress analysis of a self-expandable
stent and artery deployed with the device.

2）
3）- 126 -

文献
O. Lida, et al., Catheter Cardiovasc Interv 78(4),2011, pp.611-617.
CP. Cheng, et al., JVIR 17(6), 2006, pp.979-987.
D. Karnabatidis, et al., Cardiovasc Intervent Radiol 34(6), 2011, pp.1172-1181.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（151）

粒子画像流速計測法を用いた医療機器の接続部の流れ場が血栓形成に及ぼす影響の検討○松橋祐輝＊，鮫島啓＊，梅津光生＊，岩﨑清隆＊＊＊

早稲田大学先進理工学研究科 生命理工学専攻［〒162-8480 東京都新宿区若松町 2-2 早稲田大学 TWIns］＊＊

早稲田大学先進理工学研究科 共同先端生命医科学専攻

１．緒言
Non-tapered
connector(White dottedline indicatesthe area ofconnectors.)
White arrow
indicates
Taperedthereattachment
connector
point.
(Whitedottedline indicatesthe area ofconnectors.)

体外で血液を循環する ECMO 回路や人工透析回路は患者の治療の貢献に寄与している．しかし，これらのデバイスでは血液を循環するチューブとコネクタの接続部に生ずる段差で血栓が形成されやすいことが知られている．本研究では，粒子画像流速計測法
を用いて，先端形状の異なるコネクタとチューブ接続
部の流れ場を可視化し，流れ場が血栓の形成と成長に及ぼす影響を明らかにすることとした．
２．実験方法
観察部位は内径 6 mm の流路を有した直方体のシ
リコーンモデルにポリウレタン製コネクタを接続した部

0.0

位とした．コネクタは内径 6 mm，外径 8 mm で先端の1 mm
Minimum flow phase

Maximum flow phase

Minimum flow phase

1.0

2.0

-2

3.0

×10
Velocity m/s
Fig.1 Visualization of blood flow using PIV. Streamsof Non-tapered connector and Tapered connector.

段差が 1 mm のテーパ無コネクタと，同一径で端部から内側に 30 °のテーパ加工を施し，先端の段差が約 100 μm のテーパ有コネクタとした．それぞれのコネ

Maximum flow phase
Reattachment point
Blood flow

クタを接続したモデルをローラポンプ，弾性コンプライ

した先行研究 1)と流れ場を比較した結果，流れの剥離

アンスチューブ，抵抗器で構成した空気非接触の一領域で血栓が生じていることがわかった．また，テー

巡閉鎖回路に組込んだ．生理食塩水とグリセリンによパ無コネクタの流出部では流れの再付着点の影響にり粘度を 4.80 ± 0.02 mPa・s(37 ℃)に調整した作動より血栓成長が抑制されることがわかった．

流 体 に 粒 子 径 15 μ m の 蛍 光 粒 子 を 混 ぜ 100
mL/min で循環した．回路内部圧力は平均 70 mmHg

５．結言に設定した．シリコーン製流路モデルとコネクタとの接本研究で，流れの剥離領域は血栓の成長に影響

続部に Nd:YAG レーザを照射し，カットオフ周波数を及ぼし，流れの再付着点は血栓の成長を抑制する

550 nm の光学フィルタを通して，高速度カメラでピクことがわかった．この知見を深めることで，コネクタとチ

セルサイズ 0.025 mm，400 frame/sec で撮像した．各

ューブ接続部の流れ場を制御し血栓の形成を抑制す

コネクタの流入部と流出部をそれぞれ撮像した．

る，あるいは，飛散を抑制する安定化を実現するコネクタの設計指針の取得に貢献でき得ると考えられた．

３．実験結果謝辞

流量はローラポンプの影響で脈動流であるため，最大流量時と最小流量時の流速を算出した(図 1)．い本研究は AMED の医薬品等規制調和･評価研究

ずれの接続部においても流れの剥離が観察された．

事業における「革新的医療機器の開発を加速する性

また，テーパ無コネクタの流出部では拡大管形状の能試験法拡充のための研究」のご支援を得て行った．

影響により，コネクタとチューブとの接続端部から約

ここに関係者諸氏に厚くお礼申し上げる．

1.5 mm の位置に流れの再付着点が観察された．
４．考察

1）

光干渉断層装置を用いて，生体外で血栓を観察- 127 -

文献
松橋祐輝,梅津光生,岩﨑清隆,コネクタ形状の違
いが血栓形成に与える影響の検討,第 39 回バイ
オレオロジー学会抄録集, 2016

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（152）

赤血球軸集中現象の顕微計測 ―変形性の影響―○佐々木崇洋＊，関淳二＊＊，板野智昭＊＊，関眞佐子＊＊＊

関西大学大学院 理工学研究科 ［〒564-8680 大阪府吹田市千里山西 3－3－35］＊＊

関西大学 システム理工学部 ［〒564-8680 大阪府吹田市千里山西 3－3－35］

１．緒言
微小血管内の血液流れにおいて赤血球は血管中心軸付近に多く分布することが知られている（軸集中）1)．この現象は赤血球のもつ高い変形性に起因すると推測されるが，定量的に評価した研究は数少ない．
本研究では，正常赤血球およびグルタルアルデヒド(GA)溶液により硬化された赤血球サスペンションを微小円管に流し，下流断面における赤血球の断面内分布を精密に計測することで，赤血球の軸集中現象に及ぼす変形性の影響を定量的に調べた．
２．実験方法
健康成人から採血した全血を遠心分離，洗浄し，正常赤血球(intact RBC)を得た．赤血球の変形能を低下させるために，正常赤血球をグルタルアルデヒド(GA)溶液(400-10,000 ppm)に浸漬し硬化赤血球(GARBC) を 作 製 し た ． こ れら の 赤血 球 を デ キ ス ト ラ ン
40(10wt%)，ウシ血清アルブミン(1wt%)を含んだリン酸
緩衝生理食塩水(PBS)に浮遊させ作動流体とした．
内径50µmのガラス円管（管長L= 10, 50, 100mm）に，シリンジポンプを用いて作動流体を一定流量(レイノルズ数~0.1, 壁せん断速度~1000s-1)で流した．図1に示すように，円管を水槽内で水平に支持し，管出口の正面から，超長作動距離対物レンズを備えた高速度カメラによって管内流れ中の赤血球を観察・撮影した(2000fps)．得られた画像から画像処理ソフトImageJ
を用いて赤血球の中心位置を求め，赤血球の断面内分布を得た．

図 2 赤血球の断面内分布 (L=100mm)(a) intact RBC, (b)GA 10000ppm RBC

図 3 各種赤血球の軸集中度（R90）
赤血球の軸集中の程度を評価するため，観察された赤血球総数の90%を含む円領域の半径を求め（図2(b)），円管半径で規格化した値をR90と定義した．図3に，3種の管長（L= 10, 50, 100mm）に対するR90のGA濃度依存性を示す．比較のため，直径3.0µmの剛体球粒子で得られた一様分布に対するR90 の値を破線で描いた．L=10mmではintact RBCを除いて軸集中の傾向は見られず，ほぼ一様な分布を示した．
L=100mm で は intact RBC と GA 400ppm RBC は
R90<0.5となり強い軸集中が確認された．一方，それ以上のGA濃度での硬化赤血球ではR90 が破線の値に近づき，軸集中を示さないことが分かった．
４．結言
微小円管内流れにおける赤血球の断面内分布を新しい手法を用いて高分解能で計測することができた．

図 1 実験装置概略図
３．実験結果及び考察
実験結果の一例として，管入り口から100mm下流におけるintact RBCとGA 10000ppm RBCの断面内分
布を図2に示す．図の各点が赤血球の中心位置を表す．(a)の正常赤血球は流路中心軸付近に集まり，強い軸集中を示した．一方，(b)に示す10000ppmのGA溶液に浸漬した硬化赤血球は軸集中を示さず，断面内に広く分散することが確認された．

その結果，正常赤血球は強い軸集中を示したのに対し，硬化赤血球は硬化に用いた試薬の濃度の上昇に伴って軸集中の程度が弱まった．これらの結果は赤血球の軸集中現象は赤血球の変形性に起因し，その程度は変形性の増大とともに強くなることを示している．
文献1） Goldsmith, H.L.: Red cell motions and wall interactions in tube flow. Fed. Proc., 30, 1578-1590,
1971.

- 128 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017あ- 129 -

（153）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

要旨
ポスターセッション（優秀ポスター賞応募ナシ）- 130 -

（154）

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（155）

Gelation study of NiPAM mononer induced by UV photopolymerization○Isala Dueramae＊，Fumihiko Tanaka＊＊, Naoki Shinyashiki＊＊＊, Shin Yagihara＊＊＊, Rio Kita＊,＊＊＊＊

Micro/Nano Technology Center, Tokai University［〒259-1292 Kanagawa, Hiratsuka-shi, Kitakaname］＊＊

Department of polymer chemistry, Graduate School of Engineering, Kyoto University［〒668-8501 Kyoto］＊＊＊

Department of Physics, Tokai University ［〒259-1292 Kanagawa, Hiratsuka-shi, Kitakaname］

1．Introduction

10

7

NE5

Poly(N-isopropylacrylamide) p(NiPAM) has been

NE15
NE25
NE50

appearing in the literature with increasing frequency as
homopolymers and as constituents of copolymers, gels,

10

G' (Pa)microgels and surface layers. This interest is driven by

6

behavior, first described by Heskins and Guillet [1].

NE25
G'

10

5

G'/G'' (Pa)the famous lower critical solution temperature (LCST)

NW5
NW25

7

10

106

Hydrogels are interested materials in biomedical fieldG''

because their characteristic are similar with living tis105

sues, capable to retain large amounts of water, or bio-

10

logical fluids, both soft and rubbery consistence, highbiocompatibility and so on.

4

0

20

40

60

80

100

120

f (Hz)

0

20

40

60

80

100

120

f (Hz)

Fig.1 Viscoelastic property as a function of frequency.

Therefore, p(NiPAM) hydrogels are prepared withdifferent mole ratio of monomer and crosslinker by

4．Discussion

photopolymerization. Gel formation and viscoelastic
property of hydrogels are investigated.

An increase in crosslinker content influences the
crosslinking point density in the hydrogels, network ofgel become denser resulting in the strong chain entan-

2．Experimental method

glements, which enhances the G’ of hydrogels. The

p(NiPAM) hydrogels were synthesized in ethanol

prepared hydrogels in DI water show lower G’ than inand deionized (DI) water containing 1 M of NiPAM

ethanol because the porous structure have presented inmonomer in the presence of different contents ofthe former samples.

crosslinker (1/5 – 1/100 mole of NiPAM) with constant amount of photoiniciator. Samples were pol-5．Conclusion

ymerized by UV irradiator for 0-300 min under thePoly(N-isopropylacrylamide)

controlled condition. After polymerization, the hydro-

polymerized, which is an environmental friendly al-gels were purified before testing.

ternative to conventional polymerization techniques.

hydrogels

were

UV

Hydrogels show higher mechanical property by prepa3．Results

ration in ethanol. The storage modulus significantly

Fig. 1 shows the frequency dependence of the stor-

enhanced with increase of crosslinker contents.

age and loss modulus (inset) of pNiPAM at different
mole ratio of monomer and crosslinker. When abbreviation of N, E, W and number are replaced as NiPAM,
preparation in ethanol, preparation in deionized waterand mole ratio of monomer to crosslinker. All samples,both G’ and G’’ increase with increase in the oscilla-

Acknowledgments
This work was partly supported by MEXT-Supported
Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (2014-2018), MEXT KAKENHI#26103529 and #24350122 and Kanagawa Industrial
Technology Center, Kanagawa.

tion frequency, and G’ is higher than G’’ (see inset ofReferences

Fig.1), reflecting an elastic-like behavior. The G’ significantly increase with increase of crosslinker.

1) Heskins, M. Guillet, J.E. J. Macromol. Sci., Part A:
Pure Appl. Chem. 2, 1441-1455, 1968.

- 131 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（156）

食肉および魚肉の物性・咀嚼性に及ぼす食品品質改良剤と加熱の影響○畦西克己＊、永井紘太＊＊、吉村美紀＊＊＊

大阪大学歯学部附属病院 栄養管理室［〒565-0871 大阪府吹田市山田丘 1-8］＊＊

兵庫県立大学大学院環境人間学研究科（〒670-0092 兵庫県姫路市新在家本町 1-1-12）

１．緒言

2. 官能評価では、若年者および高齢者とも、軟化処

病院や介護施設などの食事に使用されている魚肉

理した食肉および魚肉は軟らかく、まとまりやすく、は硬く、パサツキが強い食材が多く、食べにくいのが噛みやすく、飲み込みやすく、おいしいという回答

現状である。咀嚼障害のある高齢者が、このような食を得た。

材を簡単に軟らかくすることが重要であり、在宅でも

3. 筋電図測定では、軟化処理した食肉および魚肉は咀嚼開始から第一嚥下まで、咀嚼回数が減少し、容易に使用できることが必要である。
市販食肉･魚肉品質改良剤製剤（スベラカーゼミ

咀嚼時間および咀嚼活動時間が短縮し、咀嚼活動ート）の原材料であるパパインおよび炭酸水素ナ

量も低下した。また、第一嚥下以降は、食肉およびトリウムの働きにより、食肉および魚肉の筋原線

魚肉において、まとまりがよい軟化処理試料が咀嚼維蛋白質を軟化させることを試みた。また、一般

時間の短縮が認められた。

家庭や病院などで使用されている普通鍋と圧力鍋

4. 加熱方法の比較では、食肉において、圧力鍋加を用いて、加熱条件の違いによる食肉および魚肉

熱試料は普通鍋加熱試料より、重量減少率が大きの物性への影響について比較検討し、若年者と高く、貫入応力および貫入エネルギーが小さく、テク

齢者による嗜好性および筋電図による咀嚼性とのスチャー特性の硬さは軟らかいことが分かった。
5. 魚肉は加熱方法による軟化は認められなかった。

関連についても比較検討を行なった。

6. 食肉の圧力鍋加熱・軟化未処理試料では、凝集性の著しい低下を示し、魚肉では付着性の著しい

２．実験方法低下が認められた。

試料は食肉および魚肉を蒸留水または 3%食品品
質改良剤溶液に 15 時間浸漬し、食肉は普通鍋で 10
分間、圧力鍋で 8 分間加熱し、魚肉は普通鍋および

４．考察

圧力鍋とも 5 分間加熱を行った。試料の浸漬前後の食品品質改良剤の成分であるパパインが食肉およ

重量、加熱調理後の重量より、重量増加率および重び魚肉のタンパク質を分解し、炭酸水素ナトリウムが量減少率を算出した。レオメーターを用い、貫入応力、食肉および魚肉の保水性を大きくすることから，重量

硬さ、凝集性、付着性を求めた。また、5 段階採点法が増加し，軟化したと考えられた。そのため、軟化処

で、8 項目について、若年者と高齢者を対象に官能理された食肉および魚肉は軟化未処理のものよりも、評価を行った。筋電図は若年者を対象とし、舌骨上軟らかく、食べやすくなった。また、加熱調理方法の筋群（開口筋）と咬筋（閉口筋）を測定し、咀嚼開始か

比較では、圧力鍋加熱は食肉の軟化が認められたが、ら第一嚥下までと第一嚥下以降についての解析を行

魚肉の軟化は加熱調理方法の違いによる影響が小さった。

いことが考えられた。圧力鍋による加熱は食肉ではバ

本研究は、「兵庫県立大学研究倫理指針」、「本学

ラつき、魚肉ではパサつきが大きくなった。

部研究倫理委員会規定」および「人を対象にした研究に関する倫理規定」に則り、本学部の研究倫理委

５．結言
咀嚼機能が低下した高齢者にミキサー食やきざみ

員会に倫理審査を申請し承認された（承認番号 066

食の代わりに市販食品品質改良剤を用いて、軟らかおよび 113）。

くした食肉や魚肉料理を病院や要介護施設で提供す
３．実験結果るだけでなく､在宅の普及においても期待ができると

1. 食肉および魚肉の軟化処理試料は軟化未処理考えられる。
謝辞

試料と比較して、重量減少率が低く、貫入応力および貫入エネルギーが小さいことが分かった。

最後に、研究にご協力いただきました関係者各位、対象者の方々に心よりお礼申し上げます。

- 132 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017

（157）

7-ketocholesterol
p38MAPK # !#"°­ tg-*±,'­ h-**±¤­ **±k­ @-**±b­ 
ï

QW,

­ W/vzë}
ïï

QW,

**±k­ ¢;**

G~=ñ³113-8510 QJ_5 1-5-45ò­ W/vzë&%gz/

À²dÇ±E-selectin Èoe¸¨Ç)¾ÃµÀ²

:±7"Ô§©¿Ñ©CÇµ±c?

Hu-ÈoeKV<ÔS¿ÑÀÍ±7©"Ç!ÌÒÑÚèÛßéìçÈI¸)

MAP ÙáìÜÈZ?ÔÖØÛÝêãéÞàYÄx¾ÃµÑ²¿ÑÅ±JNK ÈZ?ÇÉ*ÉÍÐÒÆ·ÁÀ¸±Õßéìå?w6Ç¶µÃ±©lPÈÚèÛßéìç¸+ºS½ÒÃµÑ¼Å

1),2)

¸LÐ

·ÅÆÁÃ¹À¼Å·Ð±Ov|ÄÉ±©lPÈ

p38MAPK Èæê¸ 7-ketocholesterol ]ÇÏÁÃ¾ÃµÀ²p38MAPK 2íSB203580îÔjµ Ã

U È H u 1 ª Ô  Á À Å ¼ Ó ±ÚèÛßéìçÈ{Ä´Ñ 7-ketocholesterol Çu

7-ketocholesterol ÇÏÑHus¾±wÈNX¡Ä´Ñ}`nA

u-ÈoeÎF½ÒÀ²

jjÉ2½Ò±HÇÂµÃSÔÁÀ²)%
7-ketocholesterol É±p38MAPK ÈZ?Ô¾Ã'%8¥ríHUVECîÇ 0.1 ng/mL TNF

ICAM-1±VCAM-1±E-selectin ÈoeÔ)¾±f¯ Å 7-ketocholesterol ´ Ñ µ É 3 a Å ¾ Ã ÈÈ}rÇ3¿ÑHuÔ¿Ñ¼Å¸y#½Ò

cholesterol Ô]¾±âà«¬f?pmR

À²

âà

2

íTHP-1îÔjµÃ±094[í1dyn/cm î.&Ç¶»ÑigqHu1ªÔÁÀí%aî²ÌÀ±
HUVEC ÇHu1ªÅUÈgÔµ±HUVEC

Ov|ÈÉ5\£>$/v|D¦Çoe¿ÑHu-ÈoeèäçÔÖ×Û

¶ÏÊz/v|DTí/v|D(ÝêãéÞàYÄ^0¾À²

Dî íEv|(B), 15K16202îÇÏÑÎÈÄ±¼¼ÇBÔ¾Ì¿²

Staprans I, Pan XM, Rapp JH, et al., Oxidized
Cholesterol in the Diet Accelerates the Development of Aortic Atherosclerosis in Cholesterol-Fed Rabbits. Arterioscler Thromb Vasc Biol.
18, 977-983,1998.
ðî

Sato K, Nakano K, Katsuki S et al., Dietary
Cholesterol Oxidation Products Accelerate(%Plaque Destabi- lization and Rupture Associ-$4[ÄHu1ªÔÁÀÅ¼Ó±HUVEC ËÈ

ated with Monocyte Infiltration/Activa- tion

THP-1 È H u É ± cholesterol ]  í 13.1 ® 0.54

via the MCP-1-CCR2 Pathway in Mouse Bra-cells/CPF î Ç 3 ¾ ± 7-ketocholesterol ]  í 18.9 ®

chiocephalic Arter- ies: Therapeutic Effects of

0.35 cells/CPFîÇ¶µÃMBÇ)¾Àíp<0.01î²

Ezetimibe. J Atheroscler Thromb, 19, 986-998,

HUVEC Ç¶»ÑHu-ÈoeíE-selectin±

2012.

ICAM-1±VCAM-1îÉ±Chol ]ÄÉ*¸ÍÐÒÆ·ÁÀ¸±7-ketocholesterol ]ÇÏÁÃ)¾- 133 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017



ĸ

ĸásW ĹmÓI Ĺ.p]b

（158）



ĸ

ĸ

¥Ü5; 5;ÏC;Jß ļâ376-8515 ¥ÜkF6 1-5-1Ľ







6 wt%ĞĮğĳėİÿL®ê¸ÝþçíČ®ÄÚ(ÿçäðïĀþġĖĜğĭĵĶÚYķûĪıĵ
ĩĵĶ&ĴÛċķþĉċxąČû§æĊčùäČ

1)

ĺ-



BÅûĹ

Ú(þçäùĹÚYĀ54OĴ3ÿıĔĲěĵûËt λ þ?òČ®Ë x ď, 1 þòĺ®ÄBÅďXªì´>$¨úã÷õĺ

ÎÃðùçċĹ&ĈÛċÿ\Ā')þĉČ3þ

100

÷ùºÀïčČû§æĊčČÿúĹÚ(ÿ3¾Ā

90çäðïû~ìÎĎ÷ùäČû§æĊčČĺ

80

x [mm]

Ú(ÿıĔĲěĵX¿ÿĬĢİûðùĹėİ
Ú(éĉìäĊčùçċĹôÿ3ÿıĔĲěĵXÿ·ûðùĹLMąõĀ/£¸Ýú¸^é_

40
1.02

èðĹ¸^­ÖÿAïäĈ¸^Æÿèýu{
_Vÿ<ĀXªì¬åîûéÕGþ+ÒúãČ 2)ĺîÿõĆ_VĀĹ3¾ď
¼ĂĹėİ

60
50

òČûêÿVúãČ_Vÿ<é¬ĎčČĺð
ýüĹęĒĝĈÊéS+Òý;rÐÿP×úĹ

70

1.04

1.06

1.08

1.1

1.12

1.14

λ

Fig. 1: Crack propagation (left) and the plot of crack length x
versus stretch λ (right) of a gelatin gel (6 wt%). Criticalstretch λc was estimated from an intersection of lines.

¢þÚ(þçíČ3ÿqnď¼ĂČÑÿ

3ēĦİĕĵG ûóċNX µ ĀĞĮğĳKûûćþ2ðõĺėİĀ3ÿþ54OďñČõĆĹ

[oûðùĀ%êúãČû§æĊčČĺ
ý*:èĊý¿TA4OØ1ÿ;XúãČ µ û3¾ÿ[oXûðùg^ÿ3¾ď<Ê!òČ`zûðùĹ

úãČ G ĀfhýÊúãČû§æĊčČéĹ G û¸^þxĆĊčõęĒĝÿD³®ď@ðõQµ ĀăĄtþ«ÈďæĹ®ÄBþ²òČēĦİĕĵď·ČėİþçíČ G û µ ÿtrÐÿęĒĝýüÿO

òČ`zĶL®¸ÝķéĊčùäČ
oûðùĀĹ"ĺ<Êý[

Öÿ_ÖOZþ²òČúãČ3ēĦİĕĵéäĊčČ
ėİ

3)-5)

3)-5)

òČûäå¡jéRĊčõĺKÿýýćÿèĹėİ

ÎéĹĞĮğĳþU

Ú(©þZċøćÿèĀĹQÿÿ»ÙúãČĺ

ĺfúĀĹ

Ú(ÿ3ÿ<Ê·ÿ[oþ3ēĦ!

İĕĵďäČ$¨Xþøäùl¶òČõĆĹĞĮ

ß L®¸ÝþĉċĞĮğĳėİÿ3¾ďXğĳėİÿ3ēĦİĕĵ<ď¬÷õĺªì¼ĂČîûé$¨ö÷õĺîÿõĆĹ3ēĦİĕĵĀėİÚ(ÿ3¾ÿ<Êý[oûðùúêČ$¨XéãČĺ

¸^ûðùĹ½hÇĞĮğĳĶ250 Bloomķ
ďäõĺĐĖįİ°ÿyûĚįĘĵĳĚĵģúnZ
ïčČ0þĞĮğĳv}Ķ5-12 wt%ķď|ëĹ3àú
20 dÍÔ¤ðùėİď¼°ðõĺėİÿęĒĝĀH L= 10 cm, Þï H0 = 1 cm, #ï b = 5 mm úãČĺL
M¸ÝqĶEZ-Test, ShimadzuķďäùLM¸Ýç

1ķ
2ķ
3ķ

ĉāL®¸Ýď¬÷õĺL®¸ÝúĀėİþe® x0 = 5 cm ďčõĺLM¸ÝèĊóċNX µ û
Ët λ þçíČNXēĦİĕĵ=K W(λ)ďĹL®
¸ÝèĊ®ÄBÌ9þçíČËt λc ďwĆĹ3ēĦİĕĵG ď G = H0W(λc)/2 þĉċwĆõ 3)-5)ĺ

4ķ

5ķ- 134 -

±Z 8ĻÚ(ÿġĖĜğĭĵûĪıĵĩĵįį
ĵĜ(I)Ĺ¼¹Ĺ48Ĺ57-69Ĺ2015ĺ
±Z 8ĊĻėİ Ú(ÿNXcÁÂ<¯¤ĹaÚC¹Ĺ27Ĺ227-233, 2980ĺ
ªEĻėİÿ3µi, ľėİġĖħĲěĵ
ĨĳĤīĠĖĿ, É¦7, ēĥĴġđĵĴēĜ,2014, pp. 285-291.
Rivlin, R. S. and Thomas, A. G.: Rupture of rubber. I. characteristic energy for tearing, J. Polym.
Sci., 10, 291-318, 1953.
Baumberger, T. et al.: Fracture of a biopolymer
gel as a viscoplastic disentanglement process, Eur.
Phys. J. E, 21, 81-89, 2006.

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（159）

シングルニードル透析の流動特性が溶質除去に及ぼす影響○小川武人＊，藤原千尋＊＊，望月精一＊＊

川崎医療福祉大学 臨床工学科［〒701-0193 岡山県倉敷市松島 288］＊＊

岡山大学病院 臨床工学部

１．緒言
血液透析は，通常 2 本の穿刺針を用いて行われるが，シングルニードル透析では 1 本の穿刺針で血液透析を行う．そのため，シングルニードル透析では，Y字コネクタを用い，脱血と返血を交互に行う．
連続して脱血と返血を行う通常の透析と，脱血と返血を交互に繰り返すシングルニードル透析とでは，透析器内での流動状態および内部濾過が大きく異なる．
そのため，血液透析において異なる溶質除去特性をFig. 1

Clearance and KoA.

Fig. 2

Albumin leakage.

有する可能性がある．
そこで本研究では，小分子量，中分子量物質の溶質除去および，大分子量物質としてアルブミンの漏出について通常の透析（DND）とシングルニードル透析（SND）で比較検討した．
２．実験方法血液透析器には，APS-15SA（旭化成メディカル）とKF-12（川澄化学），溶質として，水系でビタミン B2（ VB2, 分 子 量 376 ） と リ ゾ チ ー ム （ Lys, 分 子 量
14,000）を用いた．また，牛血液を用いて，アルブミンの漏出について検討した．

４．考察

血 流 量 は ， SND に お け る 設 定 血 流 量 を 200

SND は脱血と返血を交互に繰り返すため，同じ設mL/min とし，そのときの実血流量（水系ではおよそ定血流量であっても，実際の血流量が DND のおよそ140 mL/min，牛血液系ではおよそ 100 mL/min）に設

半分に減少するため，クリアランスが低下する．今回，定して DND でもクリアランスを測定した．アルブミン漏

実血流量を同程度とした実験では，両者のクリアラン

出量の測定では，SND と DND のいずれも設定血流スに違いがみられなかったことから，SND と DND での量を 200 mL/min とした．

流動特性による違いは小さいと予想される．ただし，

SND と DND の比較には t 検定を用い，p<0.05 を有意とした．

KoA の違いは流動特性の違いによる境膜抵抗や透析器内濃度分布，あるいは内部濾過が原因の可能性もある．
なお，アルブミン漏出について，今回は SND で極

３．実験結果2 種類の透析器をもちいて VB2 と Lys のクリアラン

端な濾過あるいは漏出は見られなかったが，濾過おスを比較した結果，SND と DND の間に有意差は見らよびアルブミン漏出については，除水の影響も大きいれなかった（図 1）．ただし，実血流量に差があったたと予想され，今後，これらの検討も必要である．

め，総括物質移動面積係数 KoA で比較したところ，
APS-15SA を用い，VB2 の場合に DND で，Lys の場

５．結言

合に SND で KoA が高い傾向にあった．

シングルニードル透析の流動特性が物質除去に与シングルニードル透析と通常透析でアルブミン漏出える影響は小さいと予想される．

に有意な差は見られなかった（図 2）．

- 135 -

日本バイオレオロジー学会誌（電子版） 第31巻 第2号 2017（160）

透析器における内部濾過流量にファウリングが及ぼす影響○山本健一郎＊，峰島三千男＊＊＊

川崎医療福祉大学 医療技術学部 臨床工学科［〒701-0193 岡山県倉敷市松島 288］＊＊

東京女子医科大学 臨床工学科

１．緒言

４．考察

内部濾過促進型血液透析では，積極的に内部濾

内部濾過促進によりファウリングも促進される傾向

過を発生させることにより，透析でありながら大分子もがみられたものの，β2 ミクログロブリンとα1 ミクログロ

高効率に除去できる．その反面，膜へのタンパク付着

ブリンの時間平均クリアランスは高値を維持できた．こによる性能低下(ファウリング)が生じやすく，内部濾過のことから，懸念された膜の細孔閉塞や狭小化の促

量や溶質除去性能の経時減少が懸念される．安全か進による大分子の除去性能低下は軽微であると考えつ効率的に内部濾過促進型血液透析を施行するた

られた．

めには，ファウリングが内部濾過および除去性能に及ぼす影響を把握することが重要である．そこで本研究では，3 種類のダイアライザについて，ファウリングが内部濾過流量および除去性能の経時減少に及ぼす影響を定量的に評価した．
２．実験方法APS-15SA，APS-15E，APS-15EX（旭化成メディカル社）の透析器を評価対象とした．血液側にはヘマト
クリット 30%，総蛋白 6.5 g/dl に調整した牛血液（2 L），
透析液側にリン酸緩衝溶液を用いた．血流量 200
mL/min，透析液側流量 500 mL/min，みかけの濾過

図1

Time-dependent changes of internal filtration

図2

Time-dependent changes of D1 microglobu-

流量 0 mL/min の条件のもと，240 分間透析を行った．
経時的に血液および透析液出入口における圧力および溶質濃度を測定した．超音波診断装置 ProSound
Alpha7 (アロカ社)を用いて，ダイアライザの長さ方向の血流速分布を測定することで内部濾過流量の経時変化を測定した（超音波ドップラー法）．
３．実験結果
透析器内にてもっとも血流量が低下した部分と設
定血流量の差として内部濾過流量を求めた．透析初期 15 分 に お け る 内 部 濾 過 流 量 は APS-15SA ，
APS-15E，APS-15EX でそれぞれ，20 mL/min，53
mL/min，59 mL/min であった．透析終了の 240 分後

lin clearance

における内部濾過流量は、それぞれ 11 mL/min，47
mL/min，49 mL/min まで経時的に低下した（図 1）．内部濾過促進型である APS-15EX では APS-15E に比し

５．結言て内部濾過量の低下率はやや大きくなったが，その内部濾過促進型透析器である APS-15EX では，

絶対値は高値を維持しており，大分子であるα1 ミク

APS-15E に比べてファウリングによる内部濾過量の経

ログロブリンの時間平均クリアランスは 3 種類の透析時減少はやや大きいものの，大分子量溶質の時間平器の中で最も高値であった（図 2）．

均クリアランスは高値を維持できた．

- 136 -

編集後記
第40回日本バイオレオロジー学会年会の開催にあたり，要旨集としてこの電子版B&R（第31巻 第2号）
を作成しました．ご覧の通り，幅広い分野から大変興味深い演題をたくさん出して頂きました．ご参加も含めまして，ご協力頂きました皆様方に心より感謝申し上げます．倉敷での開催は，第5回（年会長：
梶谷文彦先生），第23回（年会長：辻岡克彦先生）に続いて３回目でございます．20年弱の間隔での開催となりますが，昔のままの倉敷の街と新しく変わりつつある街を楽しんで頂ければと思います．
本号の作成にあたっては，年会事務局を担当して頂きました川崎医療福祉大学臨床工学科の教職員の皆さんのご協力のおかげです．学会開催準備・運営，ホームページ作成，懇親会のアレンジなど経験豊
かな人材がたくさんいて，本当に助かりました．
では，ご参加の皆様が，年会での熱い議論とともに楽しく交流が深められることを祈願しております．
（望月 精一）

編集委員会
編集委員長
編集委員

山田 宏
市川 寿
田地川 勉
特別編集委員 望月 精一

喜多 理王
西田 正浩
茅野 功

坂元 尚哉
一杉 正仁
立花 博之

庄島
望月

正明
精一

日本バイオレオロジー学会誌（B & R，電子版）第 31 巻 第 2 号
2017 年 5 月 27 日発行
編集者 山田 宏
発行者 関 眞佐子
特定非営利活動法人 日本バイオレオロジー学会・事務局〒816-8580 福岡県春日市春日公園 6-1
九州大学基幹教育院 キャンパスライフ・健康支援センター内
TEL
092-583-7863
FAX
092-592-2866
E-MAIL
office@biorheology.jp©copyrighted 2017, by Japanese Society of Biorheology

あ