2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of numerical prediction method for indoor air quality distribution and inhalation exposure concentration(Fostering Joint International Research)
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15KK0211
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
伊藤 一秀 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (20329220)
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2016 – 2018
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| Keywords | 数値気道モデル / ほ乳類 / 経気道暴露 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
室内環境中に存在する各種のガス状・粒子状汚染物質による経気道暴露の予測や制御，もしくは，鼻腔を含む人体呼吸器系を利用した薬物送達システムDDS(Drug Delivery System)の開発を推進するためには，鼻腔から気管・気管支内の速度場・温度場・湿度場・汚染物質輸送現象，即ち気道内の流体工学的な基礎情報の把握が重要な課題である．実人体を用いた被験者実験や動物実験は倫理的側面でその実施には非常に大きな制約があるため，その代替となる数値解析モデルの開発が強く求められている．
本研究は，豪州RMIT大学のTu教授ならびにInthavong准教授と国際共同研究を推進することで，実人体を用いた試験(in vivo)に代替可能な数値気道モデル(in silico Airway)の開発を行った．ヒトを対象としたモデルとして，二種類のヒト数値気道モデルを作成した．また，経気道暴露試験で汎用的に使用される実験動物であるラット，イヌ，サルのほ乳類を対象とした数値気道モデルも作詞，動物実験や模擬実験(in vitro)の代替法となる普遍的な数値解析モデルの構築を目指して，生理的薬物動態モデルを統合した新たな数値気道モデルを作成した．また，本研究ではヒトとサルの気道を対象として，複雑形状の鼻腔を含む気道内の速度場・粒子拡散場を高空間・高時間分解能で3次元可視化計測する技術の開発にも取り組み，in vitro実験も併用することで，数値解析検証用となる高精度の流れ場データの整備も行った．
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