Physiological function generated by biological flow

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kikuchi Kenji 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00553801)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 拓司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20313728)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 生体流体 / バイオメカニクス / ライブイメージング / 数理モデル / 微生物 / ゼブラフィッシュ / 線虫 / 経皮吸収

Outline of Final Research Achievements

In this research, we thoroughly pursued the "Physiological function generated by biological flow" and succeeded in taking it to heights unparalleled anywhere in the world, utilizing experimental and theoretical analysis and numerical simulation methods. Subsequently, we have elucidated biological phenomena from microorganisms to drug absorption in the skin on scales from microscopic to centimeters, and developed engineering and medical engineering technologies related to biological flow.The results have been published as 9 peer review journal papers.

Free Research Field

生体流体力学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体もしくは生物の周りに生じている液体やガスの流れは、生命存続やエネルギー摂取などに重要であることがある。しかしながら、流れの強さや変化がどれほど生体へ影響を与えるかを理解するには、流れ計測、生体内の応答、物質の移動などを直接計測し、その変化や流動を数学的にモデル化するなど物理的な解釈が求められる。本研究では、微生物の繁殖や皮膚角質層からの異物侵入などの、生体まわりの流れと生体への影響を調査することで、これまでに理解が困難であった現象の物理的理解を、工学的手法を駆使することで明らかにした。