2019 Fiscal Year Research-status Report
癌治療における新生血管成長阻害のためのフレキシブル超音波治療器の開発
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18K12107
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
森田 実 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80510685)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | デバイス設計 / 試作検討 / 超音波メス / 柔軟化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度の研究では，以下の３点を中心に研究を行った．
・血管成長阻害に関する検討として牛血管の内皮を対象にした基礎実験
・柔軟超音波メスへのハサミ型振動適用を目指した設計および実験評価
・ハサミ型振動の最適設計と発熱原理解明を目的とした有限要素法モデルの確立
血管内皮への照射実験については，2018年度に設計した硬質なハサミ型振動デバイスを用いて，血管内皮を2枚重ねた対象に対して切削実験を行い，貫通とタンパク質変性による血管同士の接着が確認された．血管内皮のタンパク質変性は，血管の破壊を意味し，新生血管のシールに有効であると考えている．今後は一般的な構造の超音波メスと同条件で比較し，ハサミ型振動が変性に与える効果を評価していきたい．柔軟超音波メスへのハサミ型振動発生では，直径1mmのワイヤにハサミ型振動を発生させる構造について検討し，解析及び試作検討を行った．ハサミ型振動は柔軟化の際に予想される振動のロバスト性低下の軽減が期待されている．研究の結果試作は十分可能であり，ハサミ型の振動モードの発生が確認された．しかし，ハサミ型以外の振動の影響が強く，パワーも小さいため，再設計および試作方法の再検討が必要である．ハサミ型振動の最適設計等のための有限要素法モデルの確立では，構造-熱連成解析モデルを作成し，ハサミ型振動とその他の振動による発熱性能の比較を行った．結果から，ハサミ型モデルに見られる面を擦るような振動モードが発熱性能に寄与することが分かり，構造や振動条件による発熱性能の違いが解析できるようになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度確認したハサミ型振動の特性から，ターゲットへの発熱性能が高い事が確認できた．本年はその性能を利用し，タンパク質変性による血管のシールへ活用する着想を得た．また，昨年度高出力化した柔軟化超音波メスについても，振動安定性が増すと期待されるハサミ型振動を発生するための作成方法が検討できており，試作の可能性が見えてきている．また，最適設計のための解析も可能となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究内容を引き続き実施し，目的の達成を目指していきたい．特に最も重要な柔軟化を中心に検討していきたいと考えている．柔軟化の目的達成のためには，構造の見直しや界面による影響や治療原理の再検討（タンパク質変性は超音波によりタンパク質の3級水素結合を破壊することで起こると言われている）なども視野に入れて包括的に検討していきたい．
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| Causes of Carryover |
最も差額が生じた旅費に関して，他の予算で補助を頂けることとなり節約することができたことが大きい．次年度にアクチュエータに関する大きな国際会議に出席予定であるが，コロナウィルスの影響で開催時期が流動的な状況である．また，柔軟化デバイスの検討のために，解析用パソコンや実験のための消耗品が必要となると考えている．
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| Remarks |
国際会議論文は論文賞を受賞しました．
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Research Products
(8 results)
