生体血管内で自走し計測・治療を行なうマイクロマシンの開発研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01870104
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤正 巖 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30010028)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 博志 東京大学, 先端科学技術研究センター, 客員教授 (40010277) ; 満渕 邦彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (50192349) ; 鎮西 恒雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (20197643) ; 井街 宏 東京大学, 医学部, 助教授 (10010076)
• Keywords: マイクロマシン / 医療応用 / マイクロアクチュエ-タ / 微細加工 / 運動機構 / 組織適合性 / 抗血栓性

Research Abstract

本研究の目的は、半導体加工技術を中心とする微小加工技術を用いて、生体内で使用する微小機械(マイクロマシン)を制作するために、種々の応用開発技術を確立することにある。本年度は、マイクロマシンを制作するための製造装置のセットアップと、次年度以後で制作するマイクロアクチュエ-タ-のスケ-ルモデルの制作を行なった。
1)マイクロマシン試作室として本研究室内に低クリ-ン度のクリ-ンル-ムを設営した。現在本クリ-ンル-ム内で、マイクロマシン制作用CVD装置を組み上げ中である。これらの装置と先端研プロセスセンタ-に設営されているフォトリソグラフィやエッチング装置と組合せ、所定の部品を試作する手法の完成をめざす。
2)次年度以後で、上記マイクロマシン制作装置を用いて種々の機構部品が作成されるが、これらの機構部品を実態顕微鏡下で組み立てるための微細加工用マニピュレ-タを作成した。現在この微細加工組み立て装置を用いてマイクロアクチュエ-タの約100倍のスケ-ルモデルを作成、試験中である。
3)血液の強力な粘性抵抗に打ち勝って移動する手法を検討するため、鞭毛や、繊毛など微生物の運動機構を模倣したアクチュエ-タを約100倍〜1000倍のスケ-ルモデルとして制作し、高粘度のシリコンオイル内でスクリュ-など他の推進機構と比較実験を行なった。この結果、高粘度流体内では通常水中で用いられている推進機構よりも、鞭毛を模擬した運動機構の法が効率よく推進可能であった。
4)これらの機構部品を生体内に入れるための方策として、ポリシリコン、酸化シリコン、窒化シリコンの組織適合性、抗血栓性の検討を開始した。また、カルディオサンなどの高分子系血液適合性材料によるこれらの素材の被覆についても研究を進めている。

Research Products

• [Publications] 藤正巖: "マイクロマシンは医学をどのように変えうるか" Micro Machine. 1. 1-4 (1988)
• [Publications] 藤正巖: "マイクロマシンは医学をどのように変えうるか" BME. 3. 2-7 (1989)
• [Publications] 藤正巖: "医用マイクロマシン" 医用電子と生体工学. 27. 52 (1989)
• [Publications] 藤正巖: "マイクロマシンニングの開く医療の未来" 1989年電気化学秋季大会講演要旨集. 57 (1989)
• [Publications] 藤正巖: "マイクロマシンと将来の医学" 講習会「アクチュエ-タメカニズムはどこまで小さくなるか?」-先端マイクロマシンアクチュエ-タメカニズムの現状と将来および超微細加工技術の応用-テキスト. 9-16 (1989)
• [Publications] Iwao Fujimasa: "Medical Applications of Micromachine Technology" Technical Digest of the 8th Sensor Symposium 1989. 135-139 (1989)
• [Publications] Naomasa Nakajima: "Study on Microengines:Miniaturizing Stirling Engines for Actuators" Sensors and Actuators. 20. 75-82 (1989)