2009 Fiscal Year Annual Research Report
血液・循環器・消化器病の診断・治療・予防のための計算ナノバイオメカニクスの創成
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19100008
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山口 隆美 Tohoku University, 大学院・医工学研究科, 教授 (30101843)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 拓司 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20313728)
松木 範明 東北大学, 大学院・医工学研究科, 特任准教授 (90284520)
今井 陽介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60431524)
上野 裕則 東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (70518240)
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| Keywords | 計算生体力学 / 循環器 / 血液 / 消化器 / 呼吸器 / マラリア / 細胞工学 / 数値流体力学 |
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| Research Abstract |
本年度は、以下の研究成果をあげている。
(1)脳動脈瘤の発生に係る流体力学的因子として、GONを提案した。脳動脈瘤のある実形状血管モデルから、瘤を取り除いた計算モデルを構築し、壁面せん断応力勾配の時間変化を特徴付けるパラメータGONと脳動脈瘤の発生との関連を検討した。これらの成果は、国際会議論文および英文雑誌論文として発表されている。
(2)マラリア感染赤血球のレオロジー特性や、微小循環内の血流を、独自に開発した粒子法ベースの数値解析手法を用いて調べた。数値モデルは随時改良中であるが、今年度は感染赤血球と正常赤血球間、および感染赤血球と血管内皮細胞間の接着現象のモデル化に成功した。今後は微小流路内の見かけの粘度変化や、感染赤血球の半径方向の移動に着目し、検討する。これらの成果は、国際会議論文および英文雑誌論文として発表されている。
(3)境界要素法と粒子法による赤血球モデルの改良を行なった。また、血流の解析結果の妥当性を検証するため、共焦点micro-PIVシステムを用い、PDMSマイクロ流路内の赤血球の挙動観察および速度ベクトルの計測も行った。さらに、流路内の癌細胞の挙動計測も行った。それらの成果は、国際会議論文および英文雑誌論文として発表されている。
(4)微生物や腸内細菌をモデル化し、微生物が高濃度で多数存在する場合を想定した集団遊泳の大規模数値シミュレーションを行った。そして流動特性に及ぼす微生物遊泳の効果を明らかにした。
(5)粒子法を用い、胃の消化物の流動解析を行った。また、小腸内に形成される腸内フローラの数理モデル化を行い、細胞スケールからマクロスケールに渡る、マルチスケールシミュレーションを開発している。
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Research Products
(45 results)
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[Presentation] Computational biomechanics of the human cardiovascular system-an overview2009
Author(s)
T.Yamaguchi
Organizer
10th International Symposium of Tohoku University Global COE Program, Global Nano-Biomedical Engineering Education and Research Network Centre, Nano-Biomedical Engineering in the East Asian-Pacific Rim Region, Jointly Organised with Fourth Asian Pacific Conference on Biomechanics
Place of Presentation
Christchurch, New Zealand
Year and Date
2009-04-17
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