| 研究課題/領域番号 |
16KT0133
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 特設分野 |
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| 研究分野 |
連携探索型数理科学
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
小布施 祈織 岡山大学, 環境生命科学研究科, 特任助教 (90633967)
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| 研究分担者 |
坂上 貴之 京都大学, 理学研究科, 教授 (10303603)
島内 寿徳 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (10335383)
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| 研究期間 (年度) |
2016-07-19 – 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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 2次元Stokes流 / 数理モデリング / 複素解析 / 数値シミュレーション / 埋め込み境界法 / ナノマシン / 表面修飾 / リポソームの形成 / アミロイドへの標的性 / Stokes方程式 / ドラッグデリバリー / 応用数学 / 数値計算 |
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| 研究成果の概要 |
血管を模した穴のある管内において, ナノマシンおよびナノマシン排除物質を表現する物体が血流に従って運動する数値実験を行った結果, 血管壁の穴とナノマシンのサイズが同程度であるときにナノマシンが穴を通過する確率が高い可能性が示唆された。
基本的な数理モデルの作成として,穴の開いた壁で作られる半無限平面内に２次元せん断流を仮定し,パッシブ粒子の２次元運動を, 複素解析を用いてモデリングし, 穴を通過する確率の数値実験を行った。血管を模した領域(異なる境界条件が繰り返される壁を持つ管)においてせん断流と微粒子が存在する場合について考え,transform methodを用いて微粒子の挙動解析を試みた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年, ナノマシンと呼ばれる疾患治療能力を有するナノ微粒子を用いた, 安全かつ効率の良い疾病治療が推進されている。しかしながら実験現場でのナノマシンの設計,作成,および特性評価の指針は, 膨大な試行錯誤の蓄積と経験であり,それゆえ新たな数理的視点からの方法論が求められている。
本研究課題では, 数理流体力学と医工学の連携により, 一般的な実験設定に対応可能で, 時間的予算的な意味でより効率的な, ガン治療用ナノマシンの自走特性および血管内遊走特性の数理的解析を行った。得られた知見は血管内ナノマシン基本的特性に関する数理的知見を得るとともに高性能ナノマシン設計への数理的立場からの提案へとつながる。
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