研究室紹介

こんにちは!大分大学医学部先進医療科学科臨床医工学コースの丹下 佳洋(たんげ よしひろ)です。

人工臓器学(代謝系)研究室で“完全置換型人工臓器の研究”を行っています。

「人工臓器」を聞いたことはありますか?何かロボットやサーボーグみたいなイメージを持たれた方もいらっしゃるかもしれませんが、実は私たちの身の回りの技術にも“応用”されています。

例えば、水を飲料水にまで浄水させる技術は、“膜濾過技術”によるものです。

血液の浄化といえば...透析膜を用いて高校化学で学習した“分子拡散”や“限外濾過”によって血液を浄化(きれいに)するものです。

代謝とは、我々が生きていく上で、欠かすことができない生体現象です。食べ物や飲料水からエネルギーを作り出し、排泄する...この基本サイクルが代謝になります。

人工臓器学(代謝系)研究室では、「代謝」を通じて究極の人工臓器の開発を目指しています。学会における最新の研究トピックとして、ウイルスフリーのどうぶつの臓器の臨床応用が注目されています。もちろん、本研究室でも10年、20年先の医療技術を見据えた研究を行っています。

大分大学医学部先進医療科学科では、2年次後期から「研究室配属」が行われます。

当研究室では先進医療科学科の学生さんと一緒に、研究を行っています。

まだ、はじまって間もない研究室ですが、研究テーマをひとつひとつ解決して、“完全置換型人工臓器の開発”を目指しています。

このホームページでは、人工臓器学(代謝系)研究室について紹介していますので、興味を持たれましたら、一緒に研究してみませんか?

中学生、高校生はもちろん、企業の方も大歓迎です。海外の方ももちろん歓迎しますよ。

丹下 佳洋

TANGE Yoshihiro

博士(保健科学)

名古屋市出身

大学時代は、“Online HDFの操作条件と溶質除去”というテーマを与えられ、実験する日々を過ごしました。学会前は大学に泊まることも...今では良い思い出です。当時の仲間達とは今でも交流があり、学会にあわせて定期的に同期会を開催し、お互い切磋琢磨しています。大学卒業後、名古屋の血液透析専門グループと岡山市の医療法人で臨床経験を積み、その後大学教員として教育・研究に従事しています。専門は、血液透析工学と医療機器開発支援です。2010年から大分県、宮崎県からなる東九州メディカルバレー構想に関わり、大学教員であるとともに、医療技術等国際展開推進事業(NCGM)や海外産業人材育成協会(AOTS)の専門家としてASEAN医療従事者へのワークショップを企画・運営し、国際人材育成にも取り組んできました。海外の同年代の友人らとともにシンポジウムを行い、人材育成を行っています。

トピック

このホームページでは人工臓器学(代謝系)研究室の最新トピックをこれから発信していきます!

研究トピック

丹下佳洋らの研究グループによる研究成果を「第40回日本ハイパフォーマンスメンブレン研究会」、「第70回日本透析医学会学術集会・総会」で報告しました。「人工腎臓の抗酸化能」に着目した研究で、抗酸化物質であるビタミンEを透析膜にコーティングすることで透析膜の抗酸化能が向上する内容の研究です。

これまで透析膜をはじめとする抗酸化能の評価方法が確立されていませんでした。そこで、大分大学医学部先進医療科学科の教員と共同研究で、大分大学方式の評価法を提唱しました。

関連する研究論文はこちら将来の人工臓器の“抗酸化能評価法への応用”として期待されます。

また、研究仲間は全国にいます。

千葉県の臨床工学技士とは古くからの知り合いで、現在も一緒に研究しています。

透析膜のファウリング(主に血中タンパク質が透析膜面上に堆積する現象)のメカニズムを透水性(フラックス)を指標に解明しました。

最近の共同研究成果はこちら将来の“植え込み型人工臓器への応用”として期待されます。

海外人材育成トピック

大分大学医学部先進医療科学科では、医学部附属臨床医工学センターと連携してASEANの高校生、大学生、バイオメディカルエンジニア、透析看護師などの医療従事者の方々とさまざまな取り組みを行っています。

“東九州メディカルバレー構想事業”や“日本医療研究開発機構(AMED)事業”を通じて、国際的に活躍できる人材育成にも取り組んでいます。

2025年度は、タイ王国タマサート大学国際医学部(CICM)のCardiovascular and Thoracic Technology学科の体外循環技師(perfusionist)の学生6名を医学部先進医療科学科と附属病院ME機器センターで研修を実施しました。

日本では臨床工学技士が手術室やカテーテル室で働いていますが、よく似た職種になります。タイにはまだ2校しか大学がないとのこと。でも、CICMは海外研修が必須で、日本の体外循環技術を学びに来てくれました。

先進医療科学科の学生とも交流し、同年代の友人もできたようでこれからの活躍が楽しみですね!

大分大学医学部内の東院会館に宿泊し、毎日医学部と附属病院で研修しました。
大分大学での研修修了式後の先進医療科学科の学生さん達との記念ショットです。お疲れ様でした!

これまでの東九州メディカルバレー構想における国際人材育成の詳細はこちらからの論文に掲載しています。

日本式の透析方法(CDDS)における透析液清浄化に関する論文です。日本は透析大国と言われていますが、その技術は世界トップクラスです。透析液清浄化には、日本の優れた“臨床医工学の技術”が古くから活用されているからです。

研究室配属

2026年

佐藤 栄祐

SATO Eisuke

先進医療科学科 臨床医工学コース 3年

埼玉県越谷市出身

私は、「吸着ゲルによる溶質除去」をテーマに研究を行っています。現在の血液透析は、透析膜(ダイアライザ)を用いた体外循環により行われています。そのため、患者さんは定期的な通院を余儀なくされています。もし吸着ジェルによる溶質除去が可能となれば、将来的には装着型人工腎臓の開発に繋がります。私は吸着ゲルによる溶質除去の性能評価を行い、装着型人工腎臓の第一歩となる研究ができたら嬉しいと思っています。

私たちを指導してくださる丹下先生は、議論することを大切にされていて、疑問や意見をしっかりと聴いてくださります。研究ではExcelでデータをまとめることが多いのですが、初めのうちは丹下先生がまとめる方法を教えてくださるので、Excelの使い方を身につけることができます。

また、私たち先進医療科学科の実習室には、多くの医療機器が備わっています。特に、透析装置は体外循環を模した実験を行うことが可能で、実践的な研究が可能な点が大きな魅力だと感じています。将来的に医学系の研究者になりたいと考えている方や人工臓器に興味のある方は、ぜひ研究室へお越しください!

(指導教員からの一言)

数学が得意な理論派です。2年次の春休みから研究室を訪ね、先輩から教えられながらコツコツ研究しています。研究に必要不可欠な解析手技とその本質を理解し、すぐに実践することから、同級生からも「お兄さん」と頼られています。装着型人工腎臓に興味を持ち、それが実現できれば革新的な人工臓器に発展します。医工学研究者としての成長が楽しみな学生です。

山岡 愛梨杏

YAMAOKA Arina

先進医療科学科 臨床医工学コース 3年

鹿児島県霧島市出身

私は「生体適合性向上を極限まで高める透析治療の構築」をテーマに、抗酸化物質を活用した透析治療について研究を行っています。透析では、患者さんの血液が透析膜や回路などの医療材料に触れることで、炎症反応や酸化ストレスが生じ、体への負担となることがあります。そこで、生体適合性をさらに高め、患者さんがより安全に透析治療を受けられる方法について研究しています。

現在は、遊離ヘモグロビンを指標としてルミノメーターを用いて発光の強さを測定し、そのデータを解析することで生体適合性を評価しています。さまざまな種類の透析膜を用いて実験を行うため、新しい発見も多く、やりがいを感じながら研究に取り組んでいます。

研究室では同期3人で協力しながら研究を進めており、先生も優しく丁寧に指導してくださるため、分からないことがあっても相談しやすい環境です。また、透析に興味はあるけれど「何を学べばいいのか」「どのような研究をすればいいのかわからない」という方も講義や実習を通して興味のある分野を見つけたり、先生に相談しながら研究を進めたりすることで、楽しく研究生活を送ることができると思います。血液透析は臨床工学技士が活躍する代表的な医療分野の一つです。少しでも透析に興味のある方、実際に医療機器に触れながら研究を行いたい方、ぜひ研究室へ遊びに来てください!

(指導教員からの一言)

研究室に配属されて間もない頃、当研究室ではマイクロプレートに検体を入れる作業を通じて、学生さんの性格をみています。彼女は、手先が器用で、一つ一つの手技が丁寧、そんなイメージを持ちました。細やかな作業を得意としたしっかり者です。そんな彼女には、人工臓器の「生体適合性」をテーマとして研究していただいています。患者さんはもちろん、その優しい性格を思う存分研究室で発揮していただきたいですね!

嶋田 唯織

SHIMADA Iori

先進医療科学科 臨床医工学コース 3年

長野県長野市出身

腎臓は、私たちの体の中で血液をきれいにする働きをしている臓器です。腎臓が正常に働くことで、体の中の不要な物質や余分な水分が取り除かれ、健康な状態が保たれています。しかし、腎臓の働きが低下すると、自分の力だけでは血液をきれいにすることができません。そのため、腎臓の代わりをする治療で腎代替療法(透析)という治療が行われます。

血液の中には、ヘモグロビンという酸素を運ぶ物質があります。通常は赤血球の中にありますが、赤血球が壊れると血液中に出てしまいます。この血液中に出たヘモグロビンを「遊離ヘモグロビン」といい、増えすぎると体に悪い影響を与えることがわかってきました。

そこで私の本研究テーマでは、人工腎臓が遊離ヘモグロビンをどのくらい取り除くことができるのか、また、透析膜・治療モードの違いによって除去性能が変わるのかを研究しています。

この研究によって、より安全で効果的な透析治療につながることを期待しています。

研究室の丹下先生はとても優しい先生で、学生一人ひとりに向き合ってくださる方です。分からないことがあれば、私がわかるまで説明してくださるので安心して研究に取り組むことができています。先生のおかげで楽しく研究してます!

いい研究ができるように頑張ります!

(指導教員からの一言)

「先生、研究がしたいです!」研究室に配属されて間もない頃の一言です。興味のあることに向かってひたすら突き進む、研究室きって度胸のある学生さんです。先進医療科学科の授業はタイトですが、時間を見つけて機械相手に実験していた姿が印象的です。研究成果はすぐに出るものではありませんが、研究発表のチャンスがあれば極力させてあげようと思います。研究成果が患者さんを救うことにつながれば良いですね!期待しています。

2025年

酒井 響生

SAKAI Hibiki

先進医療科学科 臨床医工学コース 4年

大分県杵築市出身

毎週火曜、丹下先生の研究室でご指導の下、研究に取り組んでいます。

医療機器への関心と、地元・大分で学びたいという思いから、この臨床医工学コースを志望しました。研究は地道な作業も多いですが、日々小さな発見があり、とても楽しく取り組んでいます。

(指導教員からの一言)

陸上部とうまく両立して、とてもやる気のある学生さんです。

細やかなスキルをスポンジのように吸収し、これからの成長が楽しみな学生さんです。

近々、研究成果を学会で発表してもらう予定です。

研究環境・機器紹介

人工臓器学(代謝系)研究室と臨床医工学実習室には、最新の透析用水(RO)作製装置、多人数用透析液供給装置、個人用透析装置などを設置しています。

先進医療科学科の実習はもちろん、研究にも使用されます。

全自動透析装置を用い、臨床医工学研究者として必要なスキルの習得と、そこに使用されている原理についても学べます。

研究・実習室は大分大学医学部内にあります。附属病院と隣接しているため、基礎と臨床双方の研究ができる環境となっています。

また、大分大学理工学部と連携した“医工連携”にも積極的に取り組んでいきます。

実習では、水質浄化の指標であるエンドトキシン測定も行います。

RO装置後のエンドトキシンはフリーで、とてもキレイです。

臨床医工学実習室の風景
水質浄化について

血液透析に用いられる水はとてもキレイでなければなりません。

その指標となるのが、エンドトキシンです。

水系の研究では、各種人工腎臓やフィルターの性能評価が可能です。

また、実習ではミネラルウオーターの“ナゾ”まで解き明かします。

詳しくは、人工臓器学実習で学習します。

実習室には10検体同時測定可能なエンドトキシン測定装置も設置しています。

さらに、人工臓器の生体適合性の評価に用いるルミノメーター(GloMax Navigator、Promega)や尿毒素の除去を評価する紫外可視分光光度計(UV-1280、島津)など設置しています。

人工腎臓の性能評価(クリアランスや除去率など)を行うことで、医工学研究者に必要なスキルを身につけます。

化学発光を利用してさまざまな指標を測定できるルミノメーター

大分と言えば温泉ですね。温泉の研究までできる環境です。