基本情報

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坂本 信

SAKAMOTO Makoto


学系

医歯学系

系列

保健学系列

職名

教授

生年

1960年

メールアドレス

メールアドレス

研究室電話

025-227-0963

研究室FAX

025-227-0963

プロフィール

整形外科および歯科関連のバイオメカニクスを主に専門としています。

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学  工学部  機械工学科

    大学,1983年03月,卒業,日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 学術博士,機械材料・材料力学,新潟大学,課程,1989年03月

  • 工学修士,機械材料・材料力学,新潟大学,課程,1985年03月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学 医学部 保健学科,教授,2000年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 保健学研究科 保健学専攻,教授,2004年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 保健学研究科 保健学専攻,教授,2004年04月 ~ 継続中

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟工業短期大学,助教授,1990年04月 ~ 1999年03月

  • Johns Hopkins 大学医学部整形外科,研究員,1993年05月 ~ 1994年02月

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会,1983年08月 ~ 継続中,日本国

  • 日本生体医工学会,1989年12月 ~ 継続中,日本国

  • 日本臨床バイオメカニクス学会,1992年02月 ~ 継続中,日本国

  • 日本実験力学会,2001年09月 ~ 継続中,日本国

  • 日本非破壊検査協会,2003年04月 ~ 継続中,日本国

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専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 生体力学

  • 生体医工学・生体材料学

取得資格 【 表示 / 非表示

  • 実験力学専門術士

研修受講歴 【 表示 / 非表示

  • 第4回新潟大学医学教育研究ワークショップ,2000年11月

 

論文 【 表示 / 非表示

  • MRIによる海綿骨の3次元構造解析,坂本信,比護祐介,笹川圭右,小林公一,吉田秀義,宮尾益尚,臨床バイオメカニクス,Vol.30, pp.27-33,2009年11月,日本語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Accuracy of single plane x-ray image-based technique for assessment of knee kinematics ,Koichi  Kobayashi, ken-ichi Odagawa, Makoto Sakamoto, Yuji Tanabe,Journal of Biomechanical  Science and Engineering,Vol.4, pp.192-200,2009年09月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Viscoelastic properties of microstructural components of rat cortical bone tissue asmeasured by dynamic nanoindentation ,坂本信,小林公一,Journal of JSEM,Vol.9,2009年09月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • Three-dimensional contact analysis of human wrist joint using MRI ,Keisuke Sasagawa, Makoto Sakamoto, Hidenori Yoshida, Koichi Kobayashi, Yuji Tanabe,Journal of JSEM,2009年09月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著

  • ヒト象牙質のミネラル密度と粘弾性的特性の評価,坂本信,笹川圭右,小林公一,遠藤英昭,伊藤秀美,日本臨床バイオメカニクス学会誌,Vol.29, pp.153-159,2008年11月,日本語

    研究論文(学術雑誌),共著

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 論文賞,2007年08月07日,日本国,学会誌・学術雑誌による顕彰,日本実験力学会,坂本信,佐藤憲二, 田邊裕治,小林公一, 村田冬樹,坂井淳

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 基盤研究(C),2009年04月 ~ 継続中,MRIを用いたヒト海綿骨の3次元構造および力学的性質の評価に関する研究

    現在,骨診断法として用いられているDXA法や定量的qCT法は,骨粗鬆症で問題となる部位である脊椎等における海綿骨の骨量を大まかに測定しているに過ぎず,海綿骨の剛性や強度に深く影響がある骨梁の3次元構造や骨梁内部の骨密度および力学的性質は全く評価されていない.このことより確かな骨折予知は未だに不可能であるのが現状である.本研究では,人体に影響が無いと考えられるMRI(Magnetic Resonance Imaging;核磁気共鳴画像)を用いて複雑な網目構造を形成している海綿骨の3次元構造や海綿骨を構成する骨梁の力学的性質を評価する新たな骨臨床診断方法を開発し,海綿骨の生体適合性等を明らかにすることを主な目的としている.

  • 基盤研究(C),2007年04月 ~ 2009年03月,動的ナノインデンテーションを利用したヒト骨および軟骨の粘弾性評価に関する研究

    本研究では生体硬組織の微小領域の動的粘弾性的性質を明らかにするために,骨,軟骨および象牙質等を対象に動的ナノインデンテーション実験を行うことを主な目的としている.皮質骨に関しては,週齢の異なるラット大腿皮質骨に対して,動的ナノインデンテーション試験を行い,骨単位および介在層板における動的粘弾性パラメータである貯蔵弾性率および損失正接を求めた.また,骨試験片中のミネラル質,有機質および水分重量含有率がこれらのパラメータに与える影響について検討した結果, 皮質骨組織の骨単位内部の方が介在層板よりも貯蔵弾性率は低く,損失正接はわずかに高いという傾向がみられた,ミネラル質重量含有率と貯蔵弾性率との間には正の相関が,有機質と水分重量を加えた含有率と損失正接との間には正の相関がそれぞれ認められたこと等を明らかにした.関節軟骨に関しては,これまで軟骨の有する力学的異方性について検討した研究例はみられない.そこで本研究では,剛体基礎(軟骨下骨)上に密着した横等方性弾性層(関節軟骨)上面を円柱状剛体圧子で押込む軸対称弾性接触問題を厳密に理論解析した.歯牙を構成する硬組織である象牙質に関しては,ヒト切歯8本の歯冠から歯根までの象牙質を対象にpQCTにより単位体積あたりのミネラル密度DMD分布を測定するとともに,動的ナノインデンテーション試験を行った.象牙質の動的粘弾性パラメータである貯蔵弾性率および損失正接について求めた結果,象牙質の剛性を表す貯蔵弾性率は,歯冠部で最も高く歯根部に向かうにつれて有意に減少するが,粘性を表す損失正接は,それとは反対に歯冠部で低く歯根部に向かうにつれてわずかに増加したが,有意差は認めらなかった.また,貯蔵弾性率とDMDとの間には正の相関が,損失正接DMDとの間には負の相関関係がそれぞれ認められること等を明らかにした.

  • 基盤研究(C),2005年04月 ~ 2007年03月,MRIを用いたヒト関節接触運動機構の解明に関する研究

    関節の接触領域および圧力分布は,関節の安定性を評価するうえで重要な情報である.これまで関節の接触領域や圧力分布を測定するために,ヒト切断肢を用いた生体外(in vitro)の研究が多く行われてきた.ヒト切断肢を用いた実験は,種々の条件でシミュレーションが可能である反面,関節負荷や筋収縮力等の設定により結果が左右され,臨床的意味づけが難しいという問題がある.
     このようなことから本研究では,非侵襲的であるという大きな利点を持つMRIを用いてin vivoにおける足関節(距腿関節)や膝関節(脛骨大腿関節および膝蓋大腿関節)の接触領域および3次元運動を連続的に測定した.特に本研究では立位を想定した荷重装置を作製し,荷重下における実験・解析を行った.距腿関節については,成人5名の被験者を対象に実験を行い,以下のことがらを明らかにした.1)距腿関節面の接触領域分布が背屈時には前方へ移動し,底屈時には後方へ移動する傾向を三次元的に示した.2) 非荷重下,荷重下共に接触面積は中立位で最大となり屈曲角度の増加に伴い減少する傾向を示した.3) 200 Nの荷重に対して接触領域は接触割合で平均5.7%増加した.膝蓋大腿関節については,10名(男性5名,女性5名)の成人健常膝関節を対象にMRIを用いて生体内における膝屈曲角度変化に伴う膝蓋大腿関節の接触面積および3次元接触領域分布の変化について検討した.膝屈曲角度が0~90 ْと増加するに従い,膝蓋骨関節面の接触領域分布は,遠位側から近位側へ移行する傾向を3次元的に示した.男性の関節接触面積の平均値は女性に比べて,いずれの屈曲角度においても高く,屈曲角度の上昇に従い男女ともに接触面積は増加する傾向にある.また,接触面積を簡易的な膝蓋骨関節表面積で除した値で正規化すると,いずれの屈曲角度においても有意な性差は認められないこと等を明らかにした.

  • 基盤研究(C),2003年04月 ~ 2005年03月,ナノインデンテーション試験法を用いた生体硬組織の力学的特性評価に関する研究

    生体硬組織の力学的性質を明らかにすることは,硬組織のバイオメカニクスにおける研究のなかで基礎的かつ重要なことであるが,組織の有する材料不均質性および力学的異方性等から,これを正確に求めることは難しく,これまでに種々の材料試験法が提案されてきた.硬さ試験から生体硬組織の力学的評価を行うことができれば,微小領域の組織に対して極めて容易に試験が行えるばかりでなく,組織の不均質性の詳細な検討が可能となる.しかしながら,硬さ試験から得られる「硬さ」の力学的意味が明確でないため,対象とする皮質骨の硬さと剛性あるいは強度との対応が既知である必要がある.そのため,これまでに皮質骨の硬さと力学的性質との関係についての検討が行われてきた.一方,超微小領域の生体硬組織については,その検討が十分に行われていない.このようなことから本研究では,ナノインデンテーション試験法を用いて,生体硬組織である骨や歯を対象に,その超微小領域の力学的特性評価(硬さ,弾性率等)を明らかにすることを主な目的として平成15年度から行ってきた.
    皮質骨に関しては,ヒト皮質骨と同じ微細組織構造を有するラット大腿骨および脛骨皮質骨を対象にナノインデンテーションにより弾性率と硬さを求めるとともに,pQCTにより骨のBMDを正確に測定した.その結果,BMDと弾性率および硬さとの間には正の線形の相関関係が認められ,両者の間の相関式を与えた.また,その相関関係はヒト皮質骨とほぼ近い値であることを示した.一方,歯牙硬組織の横断面内におけるエナメル質から象牙質にわたる広範囲について,ナノインデンテーション試験により,硬さと弾性率の分布について検討を行い,歯牙表面のエナメル質から象牙質-エナメル質界面を亘り象牙質内部までの弾性率分布等を詳細に明らかにするとともに,硬組織の微細構造が力学的性質に与える影響について示した.

  • 基盤研究(C),1999年04月 ~ 2001年03月,脛骨関節軟骨および軟骨下骨の力学的特性評価に関する研究

    高齢化社会が進むに伴い,変形性膝関節症の増加が整形外科領域では大きな問題となっている.変形性膝関節症の発生機序や障害の進行過程には不明なことが多く,特に膝関節周辺の力学的環境が関節症に及ぼす影響が重要であるといわれている.これまでの膝関節に関するバイオメカニカルな研究では,関節軟骨および軟骨下骨単体について,それぞれ独立に扱われた研究が殆どであり,軟骨下骨の直接的な検討や軟骨と下骨との相互作用について調べた例は見当たらない.そのようなことから本研究では,ヒト脛骨関節を対象に,その関節軟骨と軟骨下骨の力学的特性についてバイオメカニカルな新たな見地から明らかにすることを主な目的としている.また,走査型超音波顕微鏡,微小硬度計および微小試験片による強度試験装置、pQCT (peripheral Quantitative Computed Tomography) 等により,骨の弾性率分布や強度分布を求める方法論を確立することも本研究の目的の一つである.

その他競争的資金獲得実績 【 表示 / 非表示

  • JSTシーズ発掘試験研究,2008年04月 ~ 2009年03月,関節軟骨の診断システムの開発

    変形性関節症に至る関節軟骨の臨床評価には,これまでは,単純X線による関節の隙間(X線では軟骨が写らないために関節の間が隙間として写しだされる)の測定や関節鏡と押込み棒を併用して,医師が直接に金属棒を軟骨に押付け,その押込む感触と軟骨の表面状態を目視で診断している状態であり,客観的診断とはほど遠い状況である.本申請技術は,これまでの医師の経験的判断を用いずに,関節軟骨の損傷状態を定量的に明らかにするものであり,関節鏡と本技術から構成されるモニタリングシステムによる新たな診断装置によって,国内外でも例をみない関節軟骨診断法を確立するものである.

    独立行政法人 科学技術振興機構

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 4th International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics,Makoto SAKAMOTO, Yosei NODAGUCHI, Yuji TANABE, Keisuke SASAGAWA, Yosuke KUBOTA, Hidenori YOSHIDA, Koichi KOBAYASHI,国際会議,2009年11月,Niigata, Japan,In Vivo Contact Areas of Tibiotalar Joint Measured with Magnetic Resonance Imaging,口頭(一般)

  • The 3rd International Symposium on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experimental Mechanics,Sakamoto M, Kobayashi K,国際会議,2008年12月,Tainan, Taiwan,Dynamic nanoindentation study on viscoelastic properties of cortical bone,口頭(一般)

  • The 1st International Workshop on Human-Oriented Product Innovation,Makoto Sakamoto,国際会議,2008年10月,Seoul, Korea,Biomechanics of Bone Tissues,口頭(招待・特別)

  • 54th Annual Meeting of the Orthopaedic Research,Sakamoto M, Kobayashi K,国際会議,2008年03月,San Francisco, US,Dynamic nanoindentation study on viscoelastic properties of rat femoral cortical bone tissues,ポスター(一般)

  • The 3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics,Sakamoto M, Kobayashi K,国際会議,2007年11月,Tokyo, Japan,In vivo estimation of patellofemoral joint contact area using MRI,口頭(一般)

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共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 生体組織の構造と機能を診断する機器の開発,産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,共同研究

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2017年度,生体構造機能解析工学特論,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,リサーチ・メソッズ・アドバンスト,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,医療英語(放射),2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,医療と放射線,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

  • 2017年度,電子・システム工学実験,2017年04月 ~ 2017年08月,専任

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学内委員会等 【 表示 / 非表示

  • 旭町地区環境管理責任者,2006年04月 ~ 継続中

  • 入試センター協力教員,2004年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学VBLスタッフ,2004年04月 ~ 継続中

 

学会・委員会等活動 【 表示 / 非表示

  • 日本非破壊検査協会,応力・ひずみ分科会幹事,2009年04月 ~ 継続中

  • 日本機械学会,バイオエンジニアリング部門運営委員(広報委員長),2008年04月 ~ 継続中

  • 日本実験力学会,理事,2007年04月 ~ 継続中

  • 日本生体医工学会,甲信越支部新潟地区評議員,1999年04月 ~ 継続中

  • 日本臨床バイオメカニクス学会,評議員,1998年04月 ~ 継続中

学外の社会活動(高大・地域連携等) 【 表示 / 非表示

  • 新潟県内大学ガイダンスセミナー,2005年08月

  • 新潟大学公開講座,2005年06月

  • キミも新大生 講師,2004年08月