2020 Fiscal Year Annual Research Report
生殖補助医療におけるソフトロボティクスの展開
Publicly Offered Research
Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
Project/Area Number |
19H05325
|
Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
池内 真志 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (90377820)
|
Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
Keywords | ソフトロボティクス / 胚移植 / 光造形 / 磁気駆動 / 3Dプリンタ |
Outline of Annual Research Achievements |
胚を子宮内に移植し,その位置を保持し,一定期間後に胚を放出する機構を持つマイクロロボットを開発し,力学的評価試験を行った. マイクロロボットは生体適合性の高いエラストマーにより作成され,内部にリング型磁石が埋め込まれている.また,中心部に胚収容部を持ち,上面の十字のスリットが胚の放出孔の役割を果たしている.十字のスリットは十分に細く,胚を内部に保持することが可能である.また,胚は内部で生育を続けた後,底面に封入されたゲルの膨潤により子宮内壁に向かって放出される. マイクロロボットは外部磁石と同軸上に固定され,子宮内膜面がその軸に垂直である場合,マイクロロボットには膜に垂直な向きに磁力が働き,水平な向きに膜との摩擦力が働く.これらはマイクロロボットが固定される方向に作用する力である.一方,マイクロロボットには重力や,患者の動作により生じる慣性力も働く.この時,マイクロロボットの位置を保持するには,磁力と摩擦力がともに,各方向の外力の大きさを上回る必要がある. そこで,適切な外部磁石のサイズを決めるに,被験者の下腹部に加速度計を設置し,日常生活動作(歩行,ジョギング,階段の上り下り) 時の加速度を計測した結果,最大3Gであることを明らかにした.また,腹壁から子宮までの距離は6cm が最頻値として知られている.これらの条件の下で磁力と静止摩擦力の大きさを計測するため,モデルとして,水中に置いたウシ大腸内でマイクロロボットの保持力を測定した.その結果,外部磁石-マイクロロボット間の距離6cm で3Gの加速度に耐えることがわかった.以上の結果により,開発した位置制御システムは,平均的な日本人患者に対して,十分な実用性を持つことを示した.
|
Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(1 results)