2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a minimally invasive wearable system for sampling subcutaneous cells intermittently
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15H06014
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鶴岡 典子 東北大学, 工学研究科, 助教 (70757632)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 超音波 / 細胞 / 吸引 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
皮下の生細胞を適宜採取する極低侵襲な細胞採取デバイスを目指し、超音波照射により皮下組織を極小範囲で破砕し、極細径針により吸引することにより細胞を体外に採取するデバイスの開発を行った。
使用する超音波の周波数を30-40 kHzに決定し、ランジュバン型振動子にホーンを取り付け、その先に細径の注射針を接続した構造とした。ランジュバン型振動子で発生させた超音波を、ホーンを通して注射針先端まで伝搬させるため、最適なホーン形状の設計を行った。超音波素子は複数回使用し、吸引に用いる針は使い捨てにする必要があるため、針を埋め込んだ冶具をホーンと同じ真鍮で作製し、超音波ホーンから脱着可能でかつ超音波伝搬効率が良い構造とした。針先を水に浸した状態でハイドロフォンにより針先からの超音波強度を計測したところ、超音波強度3.35W/cm2の超音波が発生していることを確認した。細胞採取の際により高い超音波強度が必要な場合には、ホーン構造の工夫が必要である。
また、ブタの摘出皮膚に対し吸引実験を行った。実験の際には吸引ポンプに乳化した細胞が入り込むと吸引力が低下し十分な性能を得られない可能性があるため、吸引経路の途中に細胞トラップを設けた吸引システムを用いた。本システムでは、吸引した皮下細胞がトラップ内の生理食塩水や細胞保存液にすぐに流れ込むため、吸引ポンプへの組織の流れ込みを防ぐだけでなく、実験中の採取した細胞の保護も可能とした。初期実験として、超音波照射を行わずにブタ皮膚からの細胞採取を試みたが、超音波を照射しない場合は細胞の乳化は起こらないため細胞は採取されなかった。また、この実験の際に皮膚への針刺入について、皮膚を張るなどして刺入しないと十分に刺さらないことが分かった。今後は針の刺入の補助具等も検討が必要である。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
