骨のメカノセンサネットワークに基づくスマート材料へのアプローチ

基于骨力传感器网络的智能材料方法

• 批准号: 17656040
• 负责人: 北條 正樹
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656040/
• 关键词: スマート材料; 複合材料; バイオメカニクス; 骨; 自己修復; メカノセンサ; 骨細胞; リモデリング

骨の再生過程におけるリモデリングによる構造変化は,力学的緩急の変化に対する機能的な適応現象であり,力学的な因子が重要な役割を担っている.微視的には骨を構成する各種細胞の活動の結果として捉えられ,さらには,細胞内分子システムが有する力学刺激感知機構に大きく依存している.この複雑なふるまいにおいて,細胞内分子構造,細胞活動,細胞間ネットワーク,骨の微視的構造,および巨視的な組織構造等からなる階層性が,骨の再生及び機能的適応のメカニズム解明のための一つの重要な鍵となる.本研究では,それら各階層における様々な力学現象を明らかにし,それらの相互作用から生み出される複雑系システムとしての多様なふるまいをマルチスケールメカニクスの観点から検討することを最終目的として,細胞レベルでのメカノセンサーネットワークのモデル化と巨視的な力学環境およびその構造変化の定量的関係を検討する.本年度は各種条件下での骨再生のシミュレーションを行なうことが中心であり,成果は次のように要約される.1)モデル化における実構造の異方性の検討骨細胞ネットワークの異方性に着目して,骨梁形態と骨細胞間の骨細管-骨小腔の形態の関係の観察を行なった.骨細管の配向は荷重方向に配向する骨梁の軸に垂直であることがわかった.2)間質液の流れにより細胞突起表面に作用するせん断応力を,骨細胞が感知する力学刺激とし,骨細胞による力学刺激の感知,情報伝達,および骨形成と吸収を表現した数理モデルを完成させた.3)リモデリングによる再生過程について,Z形状やX形状の比較的単純なモデルに対して負荷をかけ,骨梁が荷重方向に配向することを確認した.4)次に,単純形状の骨梁をモデルに,欠損が生じた場合のリモデリングによる修復過程をシミュレーションによって再現した.以上により第一段階でのリモデリングシミュレーション手法が確立した.

During bone regeneration process, structural change, stress change of mechanics and functional adaptation phenomena are important factors of mechanics. The Weishi app is composed of various cellular activities that result in a large number of mechanical stimuli. The structure of bone Weishi app, the structure of macrovision tissue, etc. This study aims to investigate the quantitative relationship between mechanical phenomena at all levels and structural changes in complex systems. This year, the study of bone regeneration under various conditions was carried out to investigate the relationship between bone trabecular morphology and bone tubule morphology among bone cells. 2) Interstitial fluid flow affects the surface of cellular processes, breaking force, bone cell perception of mechanical stimulation, information transmission, bone formation and absorption performance, mathematical completion, 3) Interstitial fluid flow affects the regeneration process, bone cell perception of mechanical stimulation, bone cell perception of mechanical stimulation, bone formation and absorption performance. Z-shape and X-shape are compared to each other in order to confirm the alignment of the beam in the direction of load. 4) In order to confirm the alignment of the beam in the direction of load, the beam in order to confirm the alignment of the beam in the direction of load, the beam in order to confirm the alignment of the beam in the direction of load. The first step of the above is to establish the method of separation and separation.

项目成果

Microscopic yielding of CF/epoxy composites and the effect on the formation of thermal residual stresses

• DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.02.003
• 发表时间: 2005-08
• 期刊: Composites Science and Technology
• 影响因子: 9.1
• 作者: Thomas Hobbiebrunken;B. Fiedler;M. Hojo;Shojiro Ochiai;K. Schulte

Measurement of Local Strain on Cell Membrane at Initiation Point of Calcium Signaling Response to Applied

钙信号响应起始点细胞膜局部应变的测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Biomechanics 40・6
• 作者: Sato;K.;Adachi;T.;Ueda;D.;Hojo;M.;Tomita;Y.
• 通讯作者: Y.

Mode I delamination fatigue properties of interlayer-toughened CF/epoxy laminates

• DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.07.038
• 发表时间: 2006-05-01
• 期刊: COMPOSITES SCIENCE AND TECHNOLOGY
• 影响因子: 9.1
• 作者: Hojo, M;Matsuda, S;Murakami, A
• 通讯作者: Murakami, A

Direct measurement of elastic modulus of Nb3Sn using extracted filaments from superconducting composite wire

使用从超导复合线材中提取的细丝直接测量 Nb3Sn 的弹性模量

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica C : Superconductivity and its applications 445-448
• 作者: Hojo;M.;Matsuoka;I.;Hashimoto;M.;Tanaka;M.;Sugano;M.;Ochiai S.;Miyashita;K.
• 通讯作者: K.

Influence of Delamination Location on Mesoscopic Stress State and Critical Current under Bending Deformation in Bi2223/Ag Superconducting Composite Tapes

分层位置对Bi2223/Ag超导复合带弯曲变形下细观应力状态和临界电流的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physica C : Superconductivity and its applications 426-431,Part 2
• 作者: Hobbiebrunken;T.;Hojo;M.;Adachi;T.;Jong;C.D.;Fiedler;B.;Masaki HOJO;Masaki HOJO
• 通讯作者: Masaki HOJO