| 研究課題/領域番号 |
16H02311
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
流体工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 岳彦 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10302225)
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| 研究分担者 |
金澤 誠司 大分大学, 理工学部, 教授 (70224574)
矢野 憲一 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 教授 (70311230)
金子 俊郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (30312599)
伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50375119)
宮原 高志 静岡大学, 工学部, 教授 (70239432)
奥村 賢直 一関工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (60801149)
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| 研究協力者 |
FARHAT Mohamed
中谷 達行
清水 鉄司
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2018年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2017年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2016年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
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| キーワード | バイオ流体工学 / 電荷細胞学 / プラズマ流 / 細胞応答 / 電荷輸送 / マイクロジェット / ナノバブル |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，電荷を生成輸送制御する装置の作製と電位計測システムの構築，等価回路を用いた電荷移動シミュレーションにより，水中の電荷輸送機構の解明を行い，電荷が形成する電位が水中を伝播する様子を明らかにした．また水中プラズマにより生成した帯電微細気泡が電界により50 m/s以上の速度で移動することを発見し，気泡帯電量の計測に成功した．さらに化学種の影響を除去した電荷のみの刺激を細胞に与える装置を開発し，電荷刺激により細胞の運動能が亢進することを明らかにした．細胞への電荷注入を目指した指向性マイクロジェットの生成や負極性の微小ストリーマの進展機構も微小圧力可視化法を開発することで明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果の学術的意義は，プラズマ医療で利用されている化学刺激では考慮されていなかったプラズマ固有の電荷刺激のみを細胞に与える手法の開発により，細胞の運動能が亢進することを明らかにし，プラズマが有する細胞活性化機能を電荷が担っている可能性があることを示した点にある．社会的意義は，水中の電荷輸送現象の計測・解析手法の構築や輸送機構の解明，水中の帯電気泡の挙動の解明や指向性マイクロジェット形成法の開発により，次世代の革新的医療技術につながる電荷刺激を細胞に与える手法の提案をした．これにより，電荷と細胞の相互作用を体系的に解明する基礎を築いた．
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