2006 Fiscal Year Annual Research Report
バイオチップ内マイクロ流路中の全血に対する血流解析システムの開発
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17500321
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
板東 潔 関西大学, 工学部, 教授 (70156545)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大場 謙吉 関西大学, 工学部, 教授 (30029186)
桜井 篤 関西大学, 工学部, 専任講師 (50162334)
田地川 勉 関西大学, 工学部, 専任講師 (80351500)
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| Keywords | バイオチップ / マイクロ流路 / 連成解析 / 赤血球 / Immersed boundary法 / 毛細血管 / 変形能 / 生体外実験 |
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| Research Abstract |
Immersed boundary法を用いて血漿流れと赤血球の変形に関する連成問題を解く場合,赤血球の存在は流れの方程式における体積力として評価される。したがって,高度にチューニングされた流れの解析ソフト(FIDAP)のユーザ・サブルーチンに膜をモデル化した構造解析プログラムを組み込むことにより,計算プログラムの作成および計算効率を非常に高めることができる。このような実用的解法を提案し,Tank-Treading運動やパラシュート形状への変形のシミュレーションなどの計算により有効性を確認した。また実用的解法として軸対称変形を仮定した方法が有効であるが,赤血球膜の軸対称変形における基礎方程式を示し,マイクロ流路内での変形のシミュレーションを行うことにより,二次元変形との比較,および軸対称変形理論の適用可能性について検討を行った。赤血球を正確に力学的にモデル化するデータ取得を目的として,マイクロチャンネル内における赤血球の変形挙動,およびマイクロチャンネルを出た後の形状回復過程を観察し,第1近似としてケルビンモデルとしてのモデリングが可能であることを示した。また赤血球が流路壁面と接触する場合の接触特性を解析するために,模擬赤血球がマイクロマニピュレータ内で変形する変形量よりヤング率を求めた。さらに,μ-TAS等のバイオチップへの拡張のために,MEMSにより作製された血液採取システムにおける血流動態を観察し適用可能性を検討した。
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