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Creating the model of barrier disorder on primary cultured human nasal epithelial cells and application to mechanotherapy through vibration/pressure stimulus

在原代培养的人鼻上皮细胞上创建屏障障碍模型并通过振动/压力刺激应用于机械疗法

基本信息

批准号：
20K09738
负责人：
三輪正人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

気道上皮は、呼吸気流、温度、湿度、気圧などのメカノストレスを常に受けながら、その変化を感じ取り（メカノセンシング）、バリア機能、分泌、粘液繊毛輸送機能、嗅覚などの重要な働きをダイナミックにおこなっている。なかでも上皮バリア機能異常は、様々な慢性炎症性疾患の上流の病態に位置すると考えられる。適度なメカノストレスは、気道上皮の電気的バリア機能を亢進させることを我々は過去に証明しているが、本研究課題では「振動圧刺激が鼻粘膜上皮バリア機能をupregulateできる」の仮説を実証することを目的としている。昨年度は実際にヒト鼻腔粘膜各部位の呼吸気流に対する振動の影響を検証するため、まず嗅裂部、中鼻道の鼻呼吸時の数値流体力学的 ( CFD, Computational Fluid Dynamics ) 解析を開始した。その結果、振動を与えることにより、嗅裂の吸気の体積流量および壁面せん断応力（シアストレス）が顕著に増加する例が確認された。中鼻道の体積流量も増加していた。今年度は副鼻腔への呼吸気流に対する振動の影響を検証するため、上顎洞各部位での流れのCFD解析をおこなった。具体的には、左右の上顎洞の軸位断（洞底部と洞頂部）２断面、前額断（内側および外側端）２断面と自然口部について、25, 50, 75,100Hzの振動気流を与えた条件下で体積流量および壁面せん断応力（シアストレス）についての副鼻腔CTでの解析をおこなった。その結果いずれの断面でも体積流量は、100-125Hzで最大となる傾向がみられた。また、壁面せん断応力は、洞頂部では75Hz、洞底部では125Hzで最大となる傾向を認めた。これらの結果から、流入空気の振動は、上顎洞への呼吸気流に影響を与え、鼻腔だけではなく副鼻腔粘膜に対してもメカノセラピーをおこなえる可能性が示唆された。

The airway epithelium is often affected by respiratory flow, temperature, humidity, and pressure, and changes in temperature, humidity, and humidity. It is sensitive to changes in temperature, humidity, and humidity. It is sensitive to changes in temperature, humidity, and humidity. It is sensitive to changes in temperature, humidity, and humidity. It is sensitive to changes in temperature, humidity, and humidity. A study of the pathological location of chronic inflammatory diseases in the upper reaches of the body. The purpose of this study is to prove that vibration stimulation upregulates the electrical function of nasal mucosa epithelium. Computational Fluid Dynamics ( CFD) analysis of respiratory flow in nasal mucosa, nasal cavity and middle nasal passage was started last year. The results, vibration and suction volume flow rate, and wall pressure increase were confirmed. The volume flow rate of the middle nasal meatus increased rapidly. This year, the influence of respiratory flow on vibration in nasal cavity and upper jaw cavity was investigated by CFD analysis. The specific axial position of the upper jaw hole (hole bottom and hole top) 2 sections, forehead section (inner side and outer side) 2 sections and natural mouth, 25, 50, 75,100Hz vibration current and volume flow under the condition of wall surface break force (case), failure of auxiliary nasal cavity CT analysis The results are as follows: Volume flow rate, 100-125Hz, maximum tendency The maximum inclination is 75Hz at the top of the hole and 125Hz at the bottom of the hole The result is that the vibration of the inflow air and the respiratory flow of the upper jaw cavity affect the nasal cavity and the nasal mucosa.