2017 Fiscal Year Annual Research Report
Quantification of failure conditions of a single red blood cell by non-contact mechanical tests using MEMS and chemiluminescene reactions
| Project/Area Number |
16K12867
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
中村 匡徳 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20448046)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 直行 自治医科大学, 医学部, 准教授 (20382898)
吉川 洋史 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50551173)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 溶血 / 赤血球 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
溶血は血栓症などの疾患を引き起こす．医療機器を開発する上で溶血の低減は重要な課題である．溶血場所やその要因を特定する方法として，赤血球の変形解析に基づく溶血シミュレータの開発が試みられている．しかし，赤血球の膜破断条件の定量が不完全なため，完成には至っていない．そこで、本研究では把持の必要がない引張試験として，衝突流の流体力による引張試験を提案し，流動中の赤血球変形量と内包するヘモグロビン量との関係の定量化を試みた．マイクロ流路は十字型で，交差部が直交している．交差部分において，流路幅は0.05 mm，高さは0.05 mmである．赤血球の挙動を60倍の対物レンズを介して顕微鏡観察し、ハイスピードカメラにより100,000 fpsで撮影・記録した．光源には紫外ライトを用いた．衝突後の赤血球を含む廃液を流量条件毎に回収した．赤血球引張試験終了後，回収した赤血球をスライドガラス上で撮影した．マイクロ流路を通過する間および回収後の赤血球の輝度値からランバートベールの法則に基づいて、残留ヘモグロビン量を推定した．まず、マイクロ流路通過中の残量ヘモグロビン量を推定したところ、いずれの流量条件においても、静止状態の赤血球が内包するヘモグロビン量よりも多くなった。これは現実的にはありえないことであるので、上記の推定法は、流動中の赤血球のヘモグロビン量推定には適用できないことがわかった．そこで、回収した赤血球に対してのみヘモグロビン量推定を行うこととした。流動中の赤血球の最大変形量と残留ヘモグロビン量の相関を調べたところ、相関が認められなかった。一方、赤血球が十字交差部に進入する際の圧縮変形速度と残量ヘモグロビン量のとの関係を調べたところ、両者には負の相関関係が認められた．以上より、赤血球は流れの衝突によって生じる圧縮により膜が損傷して、より多くの溶血が生じることがわかった．
|
