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赤血球の変形能の予測と評価モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23500532
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関関西大学

研究代表者

板東 潔  関西大学, システム理工学部, 教授 (70156545)

連携研究者 大場 謙吉  関西大学, システム理工学部, 教授 (30029186)
田地川 勉  関西大学, システム理工学部, 専任講師 (80351500)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードバイオメカニクス / 医用工学 / 赤血球 / マイクロカプセル / 変形能 / AFM / マイクロマニピュレータ / 力学特性評価 / AFM / モデリング / 力学特性 / 時定数 / 数値シミュレーション / immersed boundary法 / 人工赤血球 / マイクロチャンネル
研究概要

赤血球がマイクロチャンネルを通過する実験,および赤血球に対してマイクロピペットを用いた単軸引張実験のそれぞれに対応する数値シミュレーションを行った。その結果,前者では赤血球のマイクロチャンネル通過時間と形状回復時定数,後者では外力印加時の最大ひずみ,および外力からの解放後,変形が収束するまでの時定数より,赤血球の内部溶液の粘度や膜ヤング率の変化など,赤血球の変形能を評価できることを示した。また赤血球の生体外モデルとしてのマイクロカプセルを作製した。圧縮実験又は圧子押し込み実験と変形のモデリングを組み合わせることにより,マイクロカプセルの力学的特性(変形能)の評価が可能であることを示した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (28件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Compressive deformation analysis of alginate-poly(L)lysinealginate microcapsule2013

    • 著者名/発表者名
      K. Bando
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: Vol.8 ページ: 40-48

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indentation analysis of microcapsule with initial stretch2013

    • 著者名/発表者名
      K. Bando, Y. Oiso
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: Vol.8 ページ: 268-277

    • NAID

      130003366830

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation analysis of microcapsules compressed by two rigid parallel plates2013

    • 著者名/発表者名
      K. Bando, K. Ohba, Y. Oiso
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology

      巻: Vol. 27 ページ: 18-25

    • NAID

      40019883584

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compressive Deformation Analysis of Alginate-Poly(L)lysine-Alginate (APA) Microcapsule2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Bando
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 8 号: 1 ページ: 40-48

    • DOI

      10.1299/jbse.8.40

    • NAID

      130003366811

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indentation Analysis of Microcapsule with Initial Stretch2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Bando, Yuta Oiso
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 8 号: 3 ページ: 268-277

    • DOI

      10.1299/jbse.8.268

    • NAID

      130003366830

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation analysis of microcapsules compressed by two rigid parallel plates2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Bando, Kenkichi Ohba, Oiso Yuta
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology

      巻: 27 号: 1-2 ページ: 18-25

    • DOI

      10.1007/s12573-012-0053-8

    • NAID

      40019883584

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of inner solution viscosity and membrane stiffness on erythrocyte deformability on passing through a microchannel: prediction by two-dimensional simulation2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kase, K. Bando, K. Ohba
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology

      巻: Vol. 25 ページ: 36-42

    • NAID

      40019136681

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of inner solution viscosity and membrane stiffness on erythrocyte deformability on passing through a microchannel: prediction by two-dimensional simulation2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kase, K.Bando, K.Ohba
    • 雑誌名

      Journal of Biorheology

      巻: 25 号: 1-2 ページ: 36-42

    • DOI

      10.1007/s12573-011-0036-1

    • NAID

      40019136681

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 赤血球の単軸引張に関する変形解析および実験2014

    • 著者名/発表者名
      永井勇大, 加藤陽介, 板東潔, 加瀬篤志, 郡慎平, 田地川勉
    • 学会等名
      第18回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2014-01-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの弾性特性の測定と解析2014

    • 著者名/発表者名
      山口洋平, 板東潔
    • 学会等名
      第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      宮城(東北大学)
    • 年月日
      2014-01-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張によるヒト赤血球の変形能の測定-過度の繰り返し伸展変形が形状回復過程に及ぼす影響-2014

    • 著者名/発表者名
      加藤陽介, 郡慎平, 田地川勉, 板東潔
    • 学会等名
      第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      宮城(東北大学)
    • 年月日
      2014-01-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張によるヒト赤血球の変形能の測定-過度の繰り返し伸展変形が形状回復過程に及ぼす影響-2014

    • 著者名/発表者名
      加藤陽介,郡慎平,田地川勉,板東潔
    • 学会等名
      第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      宮城(東北大学)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 赤血球の単軸引張に関する変形解析および実験2014

    • 著者名/発表者名
      永井勇大,加藤陽介,板東潔,加瀬篤志,郡慎平,田地川勉
    • 学会等名
      第18回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの弾性特性の測定と解析2014

    • 著者名/発表者名
      山口洋平,板東潔
    • 学会等名
      第26回バイオエンジニアリング講演会
    • 発表場所
      宮城(東北大学)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of erythrocyte deformation behavior under the uni-axial stretching in static fluid2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kase, T. Ichikawa, K. Bando
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Fluid Control, Measurements, and Visualization
    • 発表場所
      Nara (Nara Prefecture New Public Hall), Japan
    • 年月日
      2013-11-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放された赤血球の変形挙動に関する3次元数値シミュレーショ2013

    • 著者名/発表者名
      市川智紀, 加瀬篤志, 板東潔
    • 学会等名
      第24回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      京都(同志社大学)
    • 年月日
      2013-11-02
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性膜理論を用いたマイクロカプセルの圧縮変形の解析2013

    • 著者名/発表者名
      板東潔
    • 学会等名
      第62回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京(東京工業大学)
    • 年月日
      2013-03-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの弾性特性の測定2013

    • 著者名/発表者名
      山口洋平, 田地川勉, 板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪( 関西大学)
    • 年月日
      2013-01-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放されたヒト赤血球の形状回復時定数の測定-引張力から求めた見かけのヤング率と時定数の関係-2013

    • 著者名/発表者名
      加藤陽介, 郡慎平, 田地川勉, 板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2013-01-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張の印加・解放時の赤血球の変形挙動に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      加瀬篤志, 市川智紀, 板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2013-01-30
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of erythrocyte deformation behavior under the uni-axial stretching in static fluid2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kase, Tomoki Ichikawa, Kiyoshi Bando
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Fluid Control, Measurements, and Visualization
    • 発表場所
      Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放された赤血球の変形挙動に関する3次元数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      市川智紀,加瀬篤志,板東 潔
    • 学会等名
      第24回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      京都(同志社大学)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 弾性膜理論を用いたマイクロカプセルの圧縮変形の解析2013

    • 著者名/発表者名
      板東 潔
    • 学会等名
      第62回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの弾性特性の測定2013

    • 著者名/発表者名
      山口洋平,田地川勉,板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放されたヒト赤血球の形状回復時定数の測定-引張力から求めた見かけのヤング率と時定数の関係-2013

    • 著者名/発表者名
      加藤陽介,郡慎平,田地川勉,板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 単軸引張の印加・解放時の赤血球の変形挙動に関する数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      加瀬篤志,市川智紀,板東潔
    • 学会等名
      第17回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの球殻弾性率の測定2012

    • 著者名/発表者名
      三島惇, 田地川勉, 板東潔, 大場謙吉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放された赤血球の変形挙動に関する数値シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      白井健司, 加瀬篤志, 田地川勉, 板東潔, 大場謙吉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪(関西大学)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 赤血球の変形動態に関する数値シミュレーション-赤血球内部溶液の増粘および赤血球膜の硬化の影響-2012

    • 著者名/発表者名
      加瀬篤志, 板東潔, 大場謙吉
    • 学会等名
      第16回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      大阪( 関西大学)
    • 年月日
      2012-01-23
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 赤血球の変形動態に関する数値シミュレーション-赤血球内部溶液の増粘および赤血球膜の硬化の影響-2012

    • 著者名/発表者名
      加瀬篤志,板東潔,大場謙吉
    • 学会等名
      第16回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] アルギン酸-ポリエルリジン・マイクロカプセルの球殻弾性率の測定2012

    • 著者名/発表者名
      三島惇,田地川勉,板東潔,大場謙吉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 単軸引張から解放された赤血球の変形挙動に関する数値シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      白井健司,加瀬篤志,田地川勉,板東潔,大場謙吉
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      関西大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional numerical simulation of the behavior and deformation of erythrocyte passing through a microchannel2011

    • 著者名/発表者名
      A. Kase, K. Bando, K. Ohba
    • 学会等名
      8th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai (Hotel Metropolitan Sendai), Japan
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロカプセルの圧縮変形の解析2011

    • 著者名/発表者名
      板東潔, 大場謙吉, 大礒勇太, 九鬼弘
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京(東京電機大学)
    • 年月日
      2011-04-29
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] マイクロカプセルの圧縮変形の解析2011

    • 著者名/発表者名
      板東潔,大場謙吉,大礒勇太,九鬼弘平
    • 学会等名
      第50回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional numerical simulation of the behavior and deformation of erythrocyte passing through a microchannel2011

    • 著者名/発表者名
      A.Kase, K.Bando, K.Ohba
    • 学会等名
      8th Intern. Conf. on Flow Dynamics
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン仙台
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] ナノ・マイクロカプセルの調整・評価・応用2014

    • 著者名/発表者名
      板東潔(共著)
    • 出版者
      技術情報協会(印刷中)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] ナノ・マイクロカプセルの調製・評価・応用(仮題)2014

    • 著者名/発表者名
      板東潔(共著)
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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