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ラグランジュ型シミュレーションによる細胞の透過・吸着ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K14592
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関関西大学

研究代表者

大友 涼子  関西大学, システム理工学部, 助教 (00726862)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード繊維層 / 移動特性 / Stokes flow / PRPフィルター / 空隙構造 / Fibrous media / Platelet-Rich Plasma / Stokesian dynamics
研究成果の概要

本研究では多血小板血漿(PRP)作製のための濾過プロセスを念頭に置き,繊維層中を透過するマイクロ粒子の移動特性を調べることを目的とした.繊維層中を流れるマイクロ粒子の挙動をシミュレートするために,繊維・細胞間の相互作用を検討したが,粒子の繊維への付着は再現しきれなかった.しかし,繊維層内を付着せずに移動する粒子の運動を数値計算により求め,繊維層の構造,繊維の体積率,マイクロ粒子のサイズが粒子挙動に及ぼす影響について基礎的かつ定量的な知見を得ることができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

多血小板血漿(PRP)作製のための濾過プロセスでは,白血球をできるだけ多く捕捉し,血小板をできるだけ捕捉しないことが望ましい.例えば本研究の数値解析結果の一つとして,サイズの異なる粒子はフィルター内の透過時間や移動に伴う粒子の拡がり方に違いがあることを定量的に評価した.こうした知見は,フィルターの最適設計や,流体中における細胞などのマイクロ粒子の操作および制御に役立つと期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Analysis of fluid permeability in tortuous fibrous bed based on pore radius distribution2020

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Otomo, Kazuki Mori
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: 23 号: 1 ページ: 71-80

    • DOI

      10.1007/s12650-019-00613-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Quantitative analysis on fluid permeation and pore structure in tortuous fibrous layer using particle model2019

    • 著者名/発表者名
      Yuji Deguchi, Ryoko Otomo
    • 学会等名
      15th International Conference on Fluid Control, Measurements and Visualization (FLUCOME 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒状多孔質体中を移動するマイクロ粒子挙動の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      中野勇樹,大友涼子
    • 学会等名
      日本混相流学会 混相流シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 粒子層中を移動するマイクロ微粒子群の流体力学的拡散2019

    • 著者名/発表者名
      大友涼子
    • 学会等名
      日本伝熱学会関西支部 第26期 第3回講演討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 繊維層内における多分散粒子群の移動現象の数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉良陵佑,大友涼子,田地川勉,山本恭史,板東潔
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔質体中における微粒子の流体力学的拡散に関する実験的解析2019

    • 著者名/発表者名
      小林雅哉,大友涼子,田地川勉,山本恭史,板東潔
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔質体の間隙中を移動する微粒子挙動のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      中野勇樹,大友涼子,田地川勉,山本恭史,板東潔
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊維層中を移動する微粒子挙動のシミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      大友涼子,森和輝
    • 学会等名
      粉体工学会 2018年度春期研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Hemolytic behavior of human red blood cells caused by osmotic pressure difference -Visualization of Hemoglobin behavior by use of light absorption characteristics-2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoko Otomo, Akihito Morita and Kiyoshi Bando
    • 学会等名
      ESCHM-ISB-ISCH 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 繊維層中の透過流動における内部の空隙構造と繊維形状の関係2018

    • 著者名/発表者名
      出口裕仁,森和輝,大友涼子
    • 学会等名
      日本機械学会 2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis on Particle Behavior in the Flow through Tortuous Fiber Bed2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Mori and Ryoko Otomo
    • 学会等名
      7th Asian Particle Technology Symposium (APT 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 粒子モデルによる屈曲した繊維層中の流体透過特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      大友涼子,森和輝
    • 学会等名
      日本混相流学会 混相流シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈曲した繊維層中の透過流動における内部構造の影響2017

    • 著者名/発表者名
      大友涼子,森和輝,出口裕仁
    • 学会等名
      日本流体力学会年会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈曲した繊維層中を流れる粒子群挙動の数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      森和輝,大友涼子
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 屈曲した繊維層中の空隙構造の評価および流体透過性解析2017

    • 著者名/発表者名
      出口裕仁,森和輝,大友涼子,田地川勉,山本恭史,板東潔
    • 学会等名
      日本機械学会 2017年度関西学生会学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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