Mathematical Modeling of BoneRemodeling Considering Cellular Metabolic Activity

考虑细胞代谢活动的骨重塑数学模型

• 批准号: 23860044
• 负责人: KAMEO Yoshitaka
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23860044/
• 关键词: 骨細胞; リモデリング; 機能的適応; 数理モデル; バイオメカニクス; 間質液流れ; 骨細管; 骨梁; 間質液; 骨小腔-骨細管系; 適応

In the present study, we developed a mathematical model for bone remodeling incorporating the possible mechanism of osteocytes mechanosensing and the signaling cascade of bonecells in order to predict the structural changes in bone tissue from cellular metabolic activities. First, focusing on the process of mechanosensing by osteocytes, we investigated the deformation of a single osteocyte process in a canaliculus due to interstitial fluid flow. Then, we proposed a mathematical model for bone remodeling taking a representative cell signaling pathways into account and simulated the morphological changes in bone tissue to adapt to the mechanical environment.

在本研究中，我们开发了一个数学模型，骨重建纳入可能的机制，骨细胞的机械传感和信号级联的骨细胞，以预测骨组织的结构变化，从细胞代谢活动。首先，专注于由骨细胞的mechanosensing的过程中，我们研究了一个单一的骨细胞过程中的小管由于间质液流的变形。在此基础上，提出了一种考虑细胞信号通路的骨重建数学模型，模拟了骨组织适应力学环境的形态变化。

项目成果

A hypothesis of structural optimality in bone : modeling osteocyte network as a mechanosensory system

骨结构优化的假设：将骨细胞网络建模为机械感觉系统

• 发表时间: 2011
• 作者: A.Iyo;et al.;西村栄美;T.Adachi
• 通讯作者: T.Adachi

A hypothesis of structural opti- mality in bone: modeling osteocyte network as a mechanosensory system

骨结构优化的假设：将骨细胞网络建模为机械感觉系统

• 发表时间: 2011
• 作者: C.Kobayashi;S.Yoshida;M.Saito;T.Homma;西村栄美;大藤弘明;植村知博;若林克法;T. Adachi
• 通讯作者: T. Adachi

三次元構築された骨細管モデル内における流れ解析の試み

尝试分析三维骨小管模型内的流动

• 发表时间: 2011
• 作者: Hiroshi Kamioka;Yoshitaka Kameo;Yuichi Imai;Astrid D. Bakker;Rommel G. Bacabac;Naoko Yamada;Akio Takaoka;Takashi Yamashiro;Taiji Adachi;Jenneke Klein-Nulend;Y.Kameo;亀尾佳貴;Hiroshi Kamioka;上岡寛;Yoshitaka Kameo;亀尾佳貴;Yoshitaka Kameo;亀尾佳貴;上岡寛;石橋弘輝;安達泰治;安達泰治;安達泰治;亀尾佳貴;上岡寛;Hiroshi Kamioka;石橋弘輝;Taiji Adachi;Yoshitaka Kameo;Taiji Adachi;Taiji Adachi;上岡寛
• 通讯作者: 上岡寛

シグナル伝達機構を考慮した骨梁リモデリングシミュレーション

考虑信号传导机制的骨小梁重塑模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: J.Mizunol;N.Unami;S.Shoji;中野雄司;永野秀和;恵谷英宜;Stanlie A;鈴木健之;石橋弘輝
• 通讯作者: 石橋弘輝

Poroelastic Analysis of Interstitial Fluid Flow in Trabecula under Cyclic Loading

循环载荷作用下小梁间质流体流动的多孔弹性分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Hiroshi Kamioka;Yoshitaka Kameo;Yuichi Imai;Astrid D. Bakker;Rommel G. Bacabac;Naoko Yamada;Akio Takaoka;Takashi Yamashiro;Taiji Adachi;Jenneke Klein-Nulend;Y.Kameo;亀尾佳貴;Hiroshi Kamioka;上岡寛;Yoshitaka Kameo;亀尾佳貴;Yoshitaka Kameo
• 通讯作者: Yoshitaka Kameo