マイクロ医療機器開発を目的とした微生物における原形質流動に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15656052
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 望月 修 東洋大学, 工学部, 教授 (50157830)
• Keywords: ソフトマター / ロボット / アメーバ / 原形質 / 運動 / 微生物 / PIV計測 / シミュレーション

Research Abstract

低侵襲医療および癌の早期発見・治療のために,マイクロ医療機器の早期開発が望まれている.とくに自走式マイクロロボット(カプセル)の実現はこれからの医療事情を一変するものとして期待されている.低レイノルズ数の流れで混相流である体液中を自走するマイクロロボット実現するためには,体内組織に優しい材料でできたソフトロボットでなければならないと考えている.このためには微生物がよい手本になる.とくにアメーバや粘菌変形体は原形質流動と細胞壁の変形とが組み合わさった運動を行う.この運動機構にソフトアクチュエータやソフトロボット実現のヒントがあると期待できる.ソフトマイクロロボットとしての自走式カプセルを実現するために,たとえば粘菌変形体やアメーバなどの微生物における運動機能の解明を原形質流動と細胞壁変形の関係をマイクロフロービジュアリゼーション技術による速度場計測によって明らかにする.また,外部刺激に対する応答特性を明らかにすることを目的に,実験を行った.微生物として,アメーバ,動物性プランクトンであるブラインシュリンプを用いた.原形質流動を調べるためにはアメーバを用い,個体の運動性能および群としての特性を調べるためにはブラインシュリンプを用いた.微生物の形状と流れの関係を調べるためには,細菌類の特徴的形状を模擬して拡大モデルを作成し,その周りの流れ場をPIV法により計測し,比較した.ソフトマターロボットとしての運動を模擬するために,コンピュータシミュレーションを行い,駆動方法と運動性能を検討した.