2018 Fiscal Year Annual Research Report
Origin of blood rheology: Toward comprehensive understanding of single-, two- and many-body mechanics
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17K18759
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
伊藤 弘明 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD) (10783186)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 赤血球 / ヘモレオロジー / パターン形成 / マイクロ流体工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、マイクロ流路内で赤血球の多体流れの速度や密度の制御を実験的に実現するマイクロ流体デバイスを開発し、血液レオロジーのメカニズムを探る。前年度はマイクロ流体デバイスの設計・作製および、これを用いた実験を行った。これより、流路の軸に沿った主流とは垂直な方向への赤血球の輸送が生じることを発見し、その密度（面積分率）依存性の解析から中間的な密度での流れで主流垂直方向への輸送がピークを持つことがわかった。本年度はこの結果を踏まえ、その流れの詳細な構造の密度依存性と、単一赤血球の粘弾性特性との関連を精査した。
流れの詳細な構造として、主流と垂直な方向に沿った赤血球速度の空間相関に注目した。様々な密度の流れを解析することで、低密度から中密度では４回回転対称の空間相関が、より高密度では等方的な正の空間相関が得られた。４回回転対称の空間相関は赤血球を追い越す流れが作る双極子型の流れ場に由来するが、等方的な正の空間相関は赤血球が高密度のクラスターを形成し、流れ場を介さない排除体積相互をしているためと考えられる。実際に、双極子型の流れ場に乗った流速の空間相関は粒子間距離rに対して(1/r)^2に比例するが、高密度の場合の空間相関ではこの形から外れる傾向が得られた。また、相関関数や動径分布関数の解析から、高密度の場合には相関長や結晶性が大きく上昇する結果も得られた。また、単一赤血球の粘弾性特性との関連として粒子の変形形状を調べたところ、粒子周りでの変形の空間分布は２回回転対称の構造をもつことがわかった。現在これらの結果についてまとめている。
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Research Products
(27 results)
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[Presentation] On-chip dynamic mechanical measurement2019
Author(s)
Atsushi Kirimoto, Hiroaki Ito, Mitsuhiro Horade, Toshio Takayama, Misato Chimura, Tomohito Ohtani, Yasushi Sakata, Makoto Kaneko
Organizer
The 32nd International Conference on IEEE Micro Electro Mechanical System (MEMS 2019, Seoul, Korea)
Int'l Joint Research
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[Presentation] How to measure cellular shear modulus inside a chip: Detailed correspondence to the fluid-structure coupling analysis2019
Author(s)
Hiroaki Ito, Naoki Takeishi, Atsushi Kirimoto, Misato Chimura, Tomohito Ohtani, Yasushi Sakata, Mitsuhiro Horade, Toshio Takayama, Makoto Kaneko
Organizer
The 32nd International Conference on IEEE Micro Electro Mechanical System (MEMS 2019, Seoul, Korea)
Int'l Joint Research
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