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白血球機能から学ぶ濃度マランゴニ効果を利用した新規マイクロ粒子推進機構の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18844
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関九州工業大学

研究代表者

玉川 雅章  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80227264)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード濃度マランゴニ効果 / 白血球 / 膜上濃度勾配 / サイトカイン / 液中走化性 / サイトカイン濃度勾配 / 水中推進機構 / 微粒子表面加工 / 濃度勾配 / 微粒子推進機構
研究成果の概要

濃度勾配による水溶液中下で白血球の運動に着目し,光学顕微鏡下での白血球移動と濃度輸送の計測から,白血球表面での濃度勾配による白血球駆動機構の解明を行い,3種類(低・中・高濃度勾配)の初期濃度勾配を与えることにより,白血球の濃度勾配依存性を調べ,(a)1次元の濃度マランゴニ効果の理論のように白血球移動速度は膜上サイトカイン濃度勾配に比例していること,(b)白血球の周囲流体の濃度勾配が負に対して,白血球の膜上濃度勾配は正が支配的であること,(c)正と負が逆転を繰り返しながら時間進行していること,(d)3種類のサイトカインの濃度勾配に対して,その勾配に対する感度が変化すること がわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の研究成果のみだけでは,完全な白血球の運動機構の説明にはいたっていないものの,得られた結果に加えて,推進機構となる濃度勾配の変化が生きている白血球の回転によってより強化されていることが実験で示されれば,運動機構をよく説明できる.つまり,本課題の趣旨である人体内で人工的に粒子を動かして薬物を搬送する,いわゆるドラッグデリバリーシステム(DDS)の発展やそのほかのMEMSなどの微細加工の応用技術の一端となることが期待できる.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] EFFECTS OF IMPINGING JET FLOW ON PLATELETS ADHESION BY COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD) ANALYSIS WITH CONSIDERATION OF PARTICLE MOTION FOR PREDICTING THROMBUS FORMATION2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Nakata, Yuko Miyamura and Masaaki Tamagawa
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters Part B: Applications

      巻: 10-8

    • NAID

      40022061794

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Platelet Aggregation on the Wall of Orifice Flow by Dissipative Particle Dynamics Accelerated by OpenMP2018

    • 著者名/発表者名
      Yi Y., Tamagawa M.
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 09 号: 07 ページ: 665

    • DOI

      10.24507/icicelb.09.07.665

    • NAID

      40021711923

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Flow Asymmetricity on Thrombus Formation and Hemolysis Properties in the Pipe Orifice Flow by CFD Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Hirayama C., Miyamura Y., Tamagawa M.
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 09 号: 07 ページ: 673

    • DOI

      10.24507/icicelb.09.07.673

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effetcs of Flow Asymmetricity on Thrombus Formation and Hemolsyis Properties in the Pipe Orifice Flow by CFD Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Hirayama, Yuko Miyamura, Masaaki Tamagawa
    • 雑誌名

      ICIC Express Letters, Part B: Applications

      巻: 9-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Elucidation of mechanism of neutrophil propulsion in liquid by optical observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masaaki TAMAGAWA
    • 学会等名
      8th World Congress of Biomechanics(WCB2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種サイトカイン濃度勾配による好中球の水中推進機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      田端 純風,玉川 雅章
    • 学会等名
      第29回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Thrombus Formation by Cfd with Considering Transport Equations and Aggregations on High Shear Flows and Observation of the Process by Optical Systems2018

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Tamagawa
    • 学会等名
      ASAIO 64th Annual Conference(ASAIO2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CFD Analysis of peripheral intravenous catheters used in Pediatrics2018

    • 著者名/発表者名
      Pramod Shet, Girish Hariharan, Yuko Miyamura, Masaaki Tamagawa, Raghuvir Pai,
    • 学会等名
      2018年日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種のサイトカイン濃度勾配による好中球運動と膜上濃度分布の観察と推進機構解明2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠, 玉川雅章
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第71期総会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Prediction Methods of Shear Induced Thrombus Formation by CFD Method Including Concentration Transport and Aggregation Process and by Thrombus Visualization Method2017

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Tamagawa , Yingming Yi, Chiharu Hirayama, Yuji Sanjo, Shohei Nakata
    • 学会等名
      ESAO 2017 Annual Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種濃度勾配による好中球運動とその推進機構解明2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤誠, 玉川雅章,
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 31st International Symposium on Shock Waves 2- Applications-, "Analysis of Deformation Process of a Bubble in an Elastic Capsule by Shock Waves and Their Medical and Biological Applications"2019

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Tamagawa, Toshikazu Imakado and Ryo Ogasahara
    • 出版者
      Springer International Publishing (Sasoh et.al Eds)
    • ISBN
      9783319910161
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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