2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
26242039
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
石川 拓司 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20313728)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 陽介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60431524)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 生物流体力学 / バイオメカニクス / 流体力学 / 細胞生物学 / 血液 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は、ナノ・マイクロスケールにおいて、実験と理論、数値シミュレーションを駆使し、バクテリアの鞭毛が歳差運動することを明らかにした(Shimogonya et al., Sci. Rep.)。この成果はASCII.jpや財経新聞で取り上げられ、大きな反響を呼んだ。この他に、遊泳繊毛虫の走地性 (Ishikawa et al., Proc. Roy. Soc. A)や精子の走流性(Omori & Ishikawa, Phys. Rev. E)のメカニズムを明らかにした。
マイクロ・セミマクロスケールにおいては、血流中のがん細胞の挙動(Takeishi et al., Phys. Rev. E)を明らかにした。この成果はINSIDE SCIENCEに取り上げられ、高い評価を得た。また、微生物群が集団遊泳構造を形成するメカニズムを明らかにした(Kyoya et al., Phys. Rev. E)。
セミマクロ・マクロスケールでは、細胞懸濁液の粘度特性 (Matsunaga et al., J. Fluid Mech.)、および物質吸収特性(Ishikawa et al., J. Fluid Mech.)を明らかにし、細胞サスペンジョン解析プラットフォームに必要な各テンソル量をデータベース化した。さらに、細胞懸濁液のマクロな分布特性を解明した(Nonaka et al., Biol. Open)。
これらの研究成果を細胞操作技術へと応用し、流体力を利用したマイクロロボット を開発した(Ishikawa &Vladimirov, J. Fluids Eng.)。さらに、医療機器への応用を目指したバイオチップを開発した(Saadatmand et al., J. Biomech.)。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ナノスケールから細胞スケール、メゾスケール、マクロスケールまで、当初の計画通りに順調に研究成果が上がっている。さらに、当初の計画では最終年度に行う予定であった新規の細胞操作技術や治療法の開発においても、既に研究成果が上がっている。よって当初の計画以上に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では、分子スケールからマクロスケールまでの各階層の連続性を考慮した、革新的細胞サスペンジョン力学を構築している。今後も引き続き、ナノスケールからマクロスケールまでの各研究課題を推進し、得られた研究成果を細胞操作技術や診断・治療技術へと展開していく。平成28年度は、血液、クラミドモナス懸濁液、気管上皮流れに関する研究を重点的に推進する。また、腸内フローラに関する研究を新規で立ち上げ、ゼブラフィッシュを用いた実験と、数値シミュレーションを融合することで、腸内細菌の分布を予測し制御する基盤技術を確立する。さらに、細胞懸濁液流れの可視化計測技術にまで応用範囲を拡張し、新規計測技術を開発する予定である。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Numerical methods for simulating blood flows at micro-, macro- and2016
Author(s)
Imai, Y., Omori, T., Shimogonya, Y., Ishikawa, T., and Yamaguchi, T.
-
Journal Title
Journal of Biomechanics
Volume: in press
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Digest Blood Sucked by a Female Mosquito2015
Author(s)
Kenji Kikuchi, Yosuke Imai, Takami Yamaguchi, Takuji Ishikawa
Organizer
The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
Place of Presentation
Hokkaido University, Sapporo, Japan
Year and Date
2015-09-18 – 2015-09-18
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
