機械的せん断応力に対する赤血球の3次元的変形能の定量化に関する研究

本研究において開発を進めてきた「赤血球の変形能定量システム」は、倒立方光学顕微鏡と高速度カメラを含むため、複数台の実験装置を設置することが難しい設備であった。そこで本年度から新たに、光学顕微鏡と高速度カメラを必要としない、コーンカップ型の一様せん断負荷装置と光計測を基盤とする赤血球粘弾性定量装置の設計に着手した。開発の第1段階として、せん断を受けつつコーンとカップの間隙を通過する赤血球の透過光強度変化と光学顕微鏡を用いて撮影した赤血球の変形度との相関を調べるべく、コーンカップ型せん断負荷装置の間隙部に、フォトインタラプタと光学顕微鏡による観測が可能なアパチャーを有する装置の設計を行っている。また、本研究で得られた機械的補助循環が赤血球の変形能に及ぼす影響に関する知見を深めるべく、東京医科歯科大学医歯学総合研究科に付設された研究部門(先端的外科治療技術研究開発)との共同研究として、体内植え込み型人工心臓HeartMateII(Thoratec Corp./NIPRO代理)を実験的に植え込んだ生後3ヶ月の子ウシに対して、Filtration法による赤血球変形能計測を行った。しかし、合計3回の動物実験では赤血球変形能の変化に再現性が確認できなかった。原因は、3回の実験において、輸液を用いた血液希釈の方法が統一されていなかったためと考えられた。この点に関しては、人工心臓を植え込む実験動物の個体差や、侵襲性の大きい手術における容態変化に依存してしまうため、同一条件の実験数を増やして統計的に考察することが必要であると考えられた。

本研究において開発を進めてきた「赤血球の変形能定量システム」は、倒立方光学顕微鏡と高速度カメラを含むため、複数台の実験装置を設置することが難しい設備であった。そこで本年度から新たに、光学顕微鏡と高速度カメラを必要としない、コーンカップ型の一様せん断負荷装置と光計測を基盤とする赤血球粘弾性定量装置の設計に着手した。開発の第1段階として、せん断を受けつつコーンとカップの間隙を通過する赤血球の透過光強度変化と光学顕微鏡を用いて撮影した赤血球の変形度との相関を調べるべく、コーンカップ型せん断負荷装置の間隙部に、フォトインタラプタと光学顕微鏡による観測が可能なアパチャーを有する装置の設計を行っている。また、本研究で得られた機械的補助循環が赤血球の変形能に及ぼす影響に関する知見を深めるべく、東京医科歯科大学医歯学総合研究科に付設された研究部門(先端的外科治療技術研究開発)との共同研究として、体内植え込み型人工心臓HeartMateII(Thoratec Corp./NIPRO代理)を実験的に植え込んだ生後3ヶ月の子ウシに対して、Filtration法による赤血球変形能計測を行った。しかし、合計3回の動物実験では赤血球変形能の変化に再現性が確認できなかった。原因は、3回の実験において、輸液を用いた血液希釈の方法が統一されていなかったためと考えられた。この点に関しては、人工心臓を植え込む実験動物の個体差や、侵襲性の大きい手術における容態変化に依存してしまうため、同一条件の実験数を増やして統計的に考察することが必要であると考えられた。