新型心臓弁膜設計：高剛性ポリマー材料と生体模倣運動学に基づく研究 学術的背景 心臓弁膜疾患は世界的に重要な健康問題であり、年間85万人以上の患者が心臓弁膜置換手術を受ける必要があります。現在、臨床で使用されている心臓弁膜は主に2種類に分けられます：機械弁膜と生体弁膜です。機械弁膜は炭素またはチタンで作られており、耐久性が高いですが、血液動態性能が劣り、血流キャビテーションを引き起こしやすく、患者は生涯にわたって抗凝固薬を服用する必要があります。一方、生体弁膜は牛や豚の心膜組織で作られており、長期的な抗凝固療法は不要ですが、耐久性が低く、長期間使用すると弁膜の劣化や構造的故障が発生します。そのため、長期的な耐久性と良好な血液動態性能を兼ね備えた新しい心臓弁膜の開発が現在の研究の焦点となっていま...

Ozaki技術とRoss手術の小児複雑大動脈弁疾患における比較研究 学術的背景 大動脈弁疾患（Aortic Valve Disease, AVD）は、小児において複雑で挑戦的な疾患であり、特に手術的介入が必要な場合にはその難しさが増します。従来の大動脈弁置換手術（機械弁や生体弁置換など）は、小児においては弁のサイズ不適合、長期的な抗凝固療法の必要性、弁の耐久性問題など多くの制約があります。Ross手術（Ross Procedure）は小児の複雑な大動脈弁疾患におけるゴールドスタンダードとされていますが、二つの弁の退化リスクや手術適応の制限など、一定の限界もあります。 近年、Ozaki技術（Ozaki Technique）は新しい大動脈弁修復技術として、成人患者において良好な結果を示しています...

生物学的老化と遺伝的素因の組み合わせにより静脈血栓塞栓症の高リスク集団を特定 学術的背景 静脈血栓塞栓症（Venous Thromboembolism, VTE）は、深部静脈血栓症（Deep Vein Thrombosis, DVT）と肺塞栓症（Pulmonary Embolism, PE）を含む、世界で3番目に致命的な心血管疾患です。VTEの発生率は年齢と密接に関連しており、特に40歳以上の個人では、10年ごとにVTEのリスクがほぼ倍増します。しかし、年齢そのものは個人の生物学的老化速度を完全に反映するものではありません。生物学的老化速度とは、個人の生物学的年齢と実年齢の差を指し、この差は同じ年齢層の個人間で疾患リスクに大きな違いをもたらす可能性があります。そのため、生物学的老化速度がVT...

Klebsiella pneumoniae 由来の細胞外小胞はSIRT1を抑制することで内皮機能を損なう 学術的背景 高血圧は世界的な健康問題であり、その発症メカニズムは複雑で、多くの要因が関与しています。近年、腸内細菌叢が高血圧に及ぼす影響が注目されています。研究によると、腸内細菌叢の乱れは高血圧の発症と密接に関連しています。特に、Klebsiella pneumoniae（K.pn、肺炎桿菌）は一般的なグラム陰性菌として知られており、高血圧の発症に関与していることが明らかになっています。しかし、K.pnがどのように内皮機能に影響を与えるか、その具体的なメカニズムはまだ不明です。内皮機能障害は高血圧発症の重要な初期イベントであり、細菌由来の細胞外小胞（Bacterial Extracell...

カルシウムイオンが骨格筋機能において果たす重要な役割とミトコンドリアおよび小胞体との相互作用 学術的背景 カルシウムイオン（Ca²⁺）は細胞内の重要なシグナル分子であり、特に骨格筋の興奮-収縮連関（excitation-contraction coupling, ECC）において重要な役割を果たしています。骨格筋の収縮は、筋小胞体（sarcoplasmic reticulum, SR）からのカルシウムイオンの放出と再取り込みに依存しており、このプロセスはリアノジン受容体（ryanodine receptor, RYR）やイノシトール1,4,5-三リン酸受容体（inositol 1,4,5-trisphosphate receptor, IP3R）などのさまざまなカルシウムイオンチャネルやポン...

刺繍形式の超材料バイオセンサー：運動環境における非接触型生体信号モニタリング 近年、スマートカー、航空安全、健康モニタリングの需要が増加する中で、さまざまなセンサー技術が急速に発展しています。しかし、特に動的な環境で生理信号を測定する場合、従来型センサー技術には、信号干渉や振動の影響、プライバシー問題など、多くの課題があります。この課題に対処するために、本研究はデジタル刺繍によって製造された超材料バイオセンサーを提案し、運動環境下でも高品質な心肺信号を非接触で取得できる新しいアプローチを提供しました。 背景と動機 統計データによると、アメリカだけで毎年10万件以上の交通事故が、ドライバーの疲労や注意散漫などの要因によって引き起こされています。これを減少させるために、自動車用バイオセンサーは、...