血沈現象の計算力学解析に基づく新しい血液検査チップの開発
| Project/Area Number |
14J04025
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Computational science
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松永 大樹 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 赤血球 / 沈降速度 / 連銭 / 境界要素法 / GPU |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．「赤血球一体の再配向現象」の報告 Saarland大学Wagner教授との共同研究である「赤血球一体の再配向現象」についてその結果を学術誌に投稿したが，現在は査読結果に基づいて論文を修正している段階である．
2． 二体の赤血球・球体カプセルの沈降現象 希薄化させた小さな赤血球体積率下でも二体の赤血球の連銭が確認できることが実験で知られている．二体の赤血球接着は血漿高分子により近距離の引力によって引き起こされることが知られているが，遠く離れた二つの血球細胞が近づくメカニズムは流体力学的作用であると考えられる．本課題では二つの水平に並んだカプセルが接近するか離れるかはカプセルのアスペクト比が大きく要因であること明らかにし，アスペクト比が小さいカプセルほどお互いに接近する一方で，大きいカプセルほどお互いに遠ざけあうことがわかった．一方で上下に並んだカプセルではアスペクト比に依存せず互いに接近する速度を持ち，最終的には接着に至ることを解明した．従って現在までの結果を総合すると，赤血球二体の連銭は上下に並んだ二体の赤血球の速度差によって接着の形成に至ったと結論付けられる．
3． 血液（カプセル懸濁液）の粘弾性応答 また研究計画を越える範囲であるが，本課題では血液の粘弾性応答についての数値解析も実施した．赤血球をはじめとするカプセルは弾性体としての性質を持っているため，血液のようなカプセル懸濁液は粘弾性体として見做すことができる．本課題では懸濁液のカプセルの体積率が変化したときにその応答の位相がどのように変化するか，その詳細を解析した．本解析ではSAOSからLAOSまで広い領域で解析を実施したが，おおよそ全ての歪み，キャピラリー数において，体積率に対してほぼ線形に粘性応力応答の位相が弾性側へとシフトすることが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Presentation] 遊泳微生物の変形シミュレーション2015
Author(s)
田中智之, 松永大樹, 今井陽介, 大森俊宏, 石川拓司
Organizer
日本機械学会東北支部 第48回講演会
Place of Presentation
東北大学工学研究科機械系講義棟（宮城県仙台市）
Year and Date
2015-03-13
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[Presentation] マラリア感染赤血球の回転運動・定常接着の数値計算2015
Author(s)
市川祐樹, 今井陽介, 松永大樹, Stephanie Nix, 山口隆美, 石川拓司
Organizer
第27回 バイオエンジニアリング講演会
Place of Presentation
朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
Year and Date
2015-01-09 – 2015-01-10
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