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

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。

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。