| 研究課題/領域番号 |
21K08630
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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 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
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| 研究機関 | 東京電機大学 |
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研究代表者 |
本間 章彦 東京電機大学, 理工学部, 教授 (20287428)
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| 研究分担者 |
塚原 彰彦 東京電機大学, 理工学部, 助教 (40806030)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 潜熱蓄熱材 / 体内埋込機器 / 筐体温度上昇抑制 / 体内埋め込み機器 / 温度上昇抑制技術 / 温度上昇抑制 / 体内植込機器 / 体内植え込み機器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
「潜熱蓄熱材（PCM）」の相変化時における「吸熱・放熱」作用を利用した「体内植込機器の筐体温度上昇抑制技術の開発」を目的とする。筐体表面温度の上昇抑制を実現するため、求められるPCMの開発および体内植込機器への適用条件の同定を行う。
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| 研究成果の概要 |
体内埋め込み機器を想定した、金属筐体内に電気機器を模擬した発熱体と、隙間の空間に潜熱蓄熱材を封入し、潜熱蓄熱材による蓄熱（吸熱）効果の影響について検討を行った。
封入した潜熱蓄熱材の容量の増加に伴い、筐体表面温度上昇の抑制、一定の温度に到達するまでの時間の延長効果が見られた。封入した潜熱蓄熱材の蓄熱（吸熱）効果を最大限に利用するためには、筐体内の潜熱蓄熱材へ均等に熱を伝える必要性があることが確認された。熱を潜熱蓄熱材へ均等に伝えるために、潜熱蓄熱材を封入した球状のカプセルを用いる方法や、潜熱蓄熱材を染み込ませたスポンジ状の銅発泡体を用いる方法の有効性が確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体情報のセンシングや生体機能の補助代替など、体内植込機器の使用機会と重要性はますます増加しているが、筐体温度の上昇は周辺組織のタンパク質の不可逆的熱変性を引き起こすおそれがある。温度上昇を抑制する方法には、抑熱、断熱、放熱、冷却などが考えられるが、蓄熱（吸熱）、定温維持という特性を持つ潜熱蓄熱材の効果的な使用方法に関する知見は、新たな筐体温度上昇抑制手段を提供することにつながる。また、温度上昇が、体内植込機器内の電子機器へ与えるダメージや、周辺組織へ与える悪影響などを回避し、体内植込機器を安全に人体へ適用する新たな手段を提供することが期待される。
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