研究室概要 Copy of Ando Lab

獨協医科大学　医学部　生体医工学研究 Biomedical Engineering
特任教授　安藤 譲二

血管のバイオメカニクス研究 Research of Biomedical Engineering

当教室では、生体の機械的現象を扱うバイオメカニクス、とくに細胞に加わる機械的刺激とその刺激に対する細胞の感知・応答機構に焦点を当てた細胞のバイオメカニクス研究を行っています。研究の主題は血流に起因する機械的刺激である剪断応力（shear stress）とそれが作用する血管内皮細胞の関係を探ることです。このことは剪断応力を介した血管系システムの制御機構の解明に役立つだけでなく、血流依存性に起こる血管の新生や成長やリモデリングあるいはヒトの粥状動脈硬化症や動脈瘤の発生といった臨床医学的に重要な問題の解明にもつながることです。

研究方法は培養した内皮細胞に流体力学的に設計した流れ負荷装置で定量的な剪断応力（shear stress）を作用させて細胞応答を観察する独自の生体工学的実験を用いています。

流体力学的に設計した流れ負荷装置で培養した内皮細胞に定量的な剪断応力を作用させて、細胞応答を観察する独自の生体工学的実験を用いています。

平行平板型流れ負荷装置

ガラスの表面に内皮細胞を培養し、ペリスタポンプで定常的な流れずり応力を細胞に負荷します。ポンプの出力を変えることにより、静脈レベルから動脈レベルまでの流れずり応力を再現できます。

シリコンチューブ型拍動流負荷装置

シリコン製のチューブの内側に内皮細胞を培養し、遠心ポンプにより拍動流を細胞に負荷します。負荷時の流量、圧力、チューブ径をセンサーによりリアルタイムで測定し、コンピューターで制御します。流れずり応力と伸展張力を同時に負荷することが可能で、より生理的に近い条件を in vitro で再現できます。

回転円錐型流れ負荷装置

層流の流れ刺激に加えて、乱流を細胞に負荷することが可能です。血管の分岐部における乱流を細胞レベルで再現できます。