2017 Fiscal Year Annual Research Report
New Type Catheter Using Photomechanical Crystal Actuator
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16K12918
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
小島 秀子 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (20304644)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子機械 / 医療・福祉 / 分子性固体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現代医療において内視鏡・カテーテルは重要な検査・治療医療機器となっている。外科手術を要しないカテーテル治療が増えるに連れて、熟練を要するガイドワイヤ式ではなく、先端部が可動してガイドワイヤが不要となる能動カテーテルの需要が高まっている。現在、能動カテーテルのアクチュエータとして形状記憶合金コイルが用いられているが、温度管理フィードバック機構を備えた高精度の MEMS 駆動ユニットを必要とし、高度な製造設備が要求されるので高コストになっている。さらに、生体内で通電加熱によって余剰な熱が発生してしまうことや、コイル状に成型するためカテーテルの直径が大きくなる欠点があり、生体にとって好ましくないなどの問題がある。
数年前から、フォクロミック結晶に光を当てると屈曲するアゾベンゼン、サリチリデンアニリンなどのフォトメカニカル結晶を開発してきた。本研究においては、フォトメカニカル結晶の実用化の一つとして、これらの結晶をアクチュエータに用いた、新方式の光駆動内視鏡・能動カテーテルの作製を行う。
前年度は、フォトメカニカル有機結晶のヤング率、応力などの機械的特性、および繰り返し光屈曲の耐久性を実際に調べた結果、光駆動アクチュエータに使用可能であることが確認された。本最終年度は、フォトメカニカル結晶を能動カテーテルのアクチュエータとして用いるには、光屈曲の動きの高速化が必要と考えられたため実際に検討を行った。その結果、o-アミノサリチリデンアニリン結晶は、紫外光で屈曲させて可視光で元に戻すことにより、5 Hzの比較的に速いフォトメカニカル特性を示すことが明らかとなった。また、メカニカル結晶のポリマーとのハイブリッド化についても検討し、結晶と同様の光屈曲を示すハブリッド膜を作製することができた。最終的に、光ファイバーを接続した結晶の光屈曲が確認された。
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