教員紹介

田原 大輔 たわら だいすけ

博士(工学) 金沢大・院・自然科学 准教授

専門分野 バイオメカニクス(生体力学)計算力学、医用生体工学・生体材料学
研究課題/長期 生体組織の力学的特性評価と医用材料・機械の構造最適設計
研究課題/短期 骨の力学的適応機能のモデリング,骨系細胞の力学環境変化に対する構造と機能の適応システムの解明

田原 大輔

研究テーマ
生体組織・細胞のマルチスケールバイオメカニクス

生体組織の構造,その発生や進化・消滅に注目して,そこから機械構造物の設計のヒントを引き出し完成させる技術を「バイオニックデザイン」と呼びます。本研究室は,生体組織のかたち(構造)と役割(機能)を力学的な視点から明らかにする「バイオメカニクス(生体力学)」・「バイオエンジニアリング」の考え方・アイディアを通じて得られた知見をもとに,機械構造物の適応化,知能化のための新たな設計技術の創造と,それらの工学・医学・歯学分野への応用を目指します。特に,生体組織として,骨・歯の組織や脂肪などの軟組織,骨系細胞等,生体と関連する構造物として,人工骨,医用インプラント,医学手術シミュレータ,補正下着の開発を中心に,実験と計算シミュレーションによる力学的評価を行っています。

生体組織は,周囲の環境の変化に対し,再構築(リモデリング)により機能的に適応します。骨を例にとれば,ミクロには,細胞骨格を介した骨系細胞のリモデリングにより周囲の力学状態に適応できる骨梁構造が作られ,マクロには,骨梁構造の集合体が骨として荷重支持の機能を果たします。本研究室では,生体組織が持つこのような階層性,環境適応性,自己修復性に学びながら,ミクロからマクロに渡るマルチスケールバイオメカニクスを確立するとともに,斬新な機械構造物や材料の創製を目指した研究を行っています。

筋骨格モデルによる歩行解析と、臀部の応力評価 骨リモデリングによる骨梁形態変化のシミュレーション
筋骨格モデルによる歩行解析と、臀部の応力評価 骨リモデリングによる骨梁形態変化のシミュレーション