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気道上皮細胞が作る流れの共焦点マイクロPIV計測

Research Project

Project/Area Number 13F02352
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

石川 拓司  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20313728)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SAADATMAND Maryam  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
SAADATMAND Maryam  東北大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords生物流れ / 流体計測 / ストークス流れ / 生物流体力学 / 繊毛 / 流れの可視化 / 拡散 / 物質輸送
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、マウスから摘出した気道を用い、繊毛が作り出す流れを共焦点マイクロPIVシステムを用いて可視化計測した。特に、粘液粘度の影響に着目し、粘度増加による繊毛打の変化や、繊毛流れの変化を計測した。その結果、高い粘度環境下においても繊毛打は消滅しないが、繊毛打周波数は低下し、繊毛流れが遅くなることを明らかにした。また、気管と気管支における繊毛流れの違いを調べたところ、両者には大きな違いがないことが明らかになった。これらの実験により、病変等で粘液粘度が高くなった条件下における、気道内における繊毛流れの機能、および粒子の輸送効率を議論することが可能となった。こうした成果は、気道のクリアランス機能の病理を理解する上で重要であり、PCDなどの疾患のメカニズムの理解に役立つと考えられる。
さらに、修得したマイクロ流れの計測技術を生かし、微小流体流路内の血液流れなど、他の生物流れの計測も並行して行った。特筆すべきは、PDMSマイクロ流路の壁内にバイパス流路を埋め込むことで、血球成分が壁面から離れ、血漿層の厚みを増幅できることを世界で初めて示した。この壁面形状を、血液に接触する医療機器の表面に応用することで、血液の凝固や溶血などを予防できると期待される。この成果は、国際会議にて口頭発表している。こうした派生的な研究成果も、本課題の研究手法の開発に資するのみならず、特別研究員の将来の活躍の場を広げるものであり、重要である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2014

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] Enhancing Cell Free Layer Thickness by Bypass Channels in a Wall2014

    • Author(s)
      Maryam Saadatmand, Takami Yamaguchi, Takuji Ishikawa
    • Organizer
      Eleventh International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-10-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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