| 研究課題/領域番号 |
11480262
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
医用生体工学・生体材料学
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
大場 謙吉 関西大学, 工学部, 教授 (30029186)
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| 研究分担者 |
宮田 隆志 関西大学, 工学部, 助教授 (50239414)
板東 潔 関西大学, 工学部, 教授 (70156545)
浦上 忠 関西大学, 工学部, 教授 (80067701)
桜井 篤 関西大学, 工学部, 専任講師 (50162334)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2001年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2000年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1999年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
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| キーワード | 模擬赤血球 / 高分子ゲル微粒子 / 弾塑性変形 / 膜面拡張係数 / ヘルツの接触理論 / 変形能 / 模擬血液 / 人工赤血球 / ミクロンサイズ粒子 / 高分子ゲル粒子 / 粘弾性粒子 / 塑性変形 / 応力緩和 / 粒子のヤング率 / 粒子の変形能 / 柔軟弾塑性粒子 / ずり応力-ずり速度図 / カッソン流体 / 高分子ゲル粒子分散液 / 見かけ粘度 |
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| 研究概要 |
ヒト赤血球とほぼ同寸法で、類似した力学的、レオロジー的特性を持つ直径約l0μmの球状アルギン酸ゲル粒子(「模擬赤血球」)を作製し、この粒子を水、生理食塩水、デキストラン中にヘマトクリット(体積濃度)Ht=約45%とヒト血液とほぼ同じHtで分散させた懸濁液(「模擬血液」)を作製し、その流体力学的、レオロジー的特性を調べたところ、模擬血液はずり応力-ずり速度線図においてヒト血液と同様に降伏応力を持つカッソン流体の特性を持つこと、ヒト血液と同様に低ずり速度下での集合体形成と高ずり速度下でのその可逆的解離という性質を示すこと、模擬血液(液温15℃)はヒト血液(37℃)と同一の粘度を持ち、かつ同様のShear Thinning特性を示すことが分かった。次に、マイクロピペットで保持した模擬赤血球に平板を押し付けることにより初期の球形から扁平球状に変形させ、歪みと応力を同時測定する実験を行なったところ、模擬赤血球は短時間(約10秒以内)の中・小変形(変形率約60%以内)に対しては完全な弾性を示したが、短時間大変形(変形率70%以上)と長時間中変形に対しては5〜10%の塑性変形が残った。また、応力緩和を示した。さらに、変形率が小さい時は、模擬赤血球の応力と変形率の関係はHertz.の接触理論に良く従うこと、Hertz理論を用いて計算した模擬赤血球のヤング率は0.075〜0.1MPaとなり、ゼラチンゲルのそれとほぼ一致することが分かった。また、模擬赤血球の周囲媒体(血漿に対応)を水、デキストラン液、生理食塩水、塩化カルシウムに変えても、その粘弾性特性への影響は見られなかった。平行平板の間に模擬赤血球を挟んで圧縮し、球形から円盤状へと変形させることにより、膜面拡張係数を求め、ヒト赤血球のそれと比較したところ、模擬赤血球のそれはヒト赤血球のそれの1/4〜1/6の大きさであり、表面積の拡張を伴う変形はヒト赤血球よりもはるかに容易であった。
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