2004 Fiscal Year Annual Research Report
Siナノ構造を用いた消化器系診断in-vivo粒状チップの創製
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14208101
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
堀池 靖浩 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料研究センター, フェロー (20209274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛谷 昌之 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (10082984)
益 一哉 国立大学法人東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (20157192)
高村 禅 国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (20290877)
中瀬 博之 国立大学法人東北大学, 電気通信研究所, 助手 (60312675)
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| Keywords | in-vivo診断 / ドラッグ・デリバリ・システム / テーラーメード治療 / マイクロ通信チップ / 高出力マイクロ電源 / pHセンシング / マイクロ分析化学システム / 高感度マイクロ送受信アンテナ |
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| Research Abstract |
ワイヤレス通信チップとして、ディジタル回路のみを用いたオールディジタルワイヤレスモデムの提案、設計、試作を行なった。提案するオールディジタルモデムは、LSIで用いるクロックを無線通信のキャリアとして用いることにより送受信回路をディジタル論理回路素子のみで構成し、超小型・超低消費電力動作を実現した。また、in-vivoチップに求められる。全二重通信機能を実装し、その動作を確認した。0.18μmCMOSプロセスを用いて試作したLSIはコアサイズが160x164μmと超小型を実現しその消費電力は108.48MHzクロック動作で0.6mWと低消費電力動作であることを確認した。カプセルと錠剤の2種類のアンテナ構造にフェライトコアの有無を加えた、4種類の服用型デバイスについて結合係数を比較し、錠剤型でフェライトコアを用いた場合が最も効率よく交信できることを見出した。Ansoft社の電磁界解析シミュレータ(Q3D Extracter)を用いてアンテナ特性の解析を行い、実利用時におけるアンテナコイルの特性と結合係数の挙動について調べた。Siチップ上に送信側と受信側のアンテナコイルを試作し、実測による電磁誘導伝送を示した。振幅変調・周波数変調・位相変調・パルス間隔変調の各変調方式についてノイズ耐性・消費電力の観点から比較したところ、パルス間隔変調がin-vivoチップシステムに適していることを示した。0.35μm Si CMOSプロセスで送受信回路を試作し、実測とシミュレーションによる解析を行った。各回路ブロックの実測結果から、半波整流昇圧回路は設計値通り動作することが確認できた。電圧制限回路中の寄生バイポーラトランジスタの影響により設計された動作に至らなかったため、電圧制限回路には例えば寄生バイポーラトランジスタを持たない整流動作が可能なMOSダイオード回路を検討する必要があることを明らかにした。またpH敏感DDS研究については、許認可の医薬品添加物を用いて放出時間制御型および胃内浮遊型DDSの開発を行ない、プラズマ照射条件(照射出力や時間など)により薬物放出までのラグタイムや放出速度の制御が可能であることを見出し、個々人の生体内環境に即した薬物放出性を持つDDS構築がプラズマにより達成できることを明らかにした。
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Research Products
(22 results)
