酸素放出過程を含めた微小血管レベルでのナノ粒子人工赤血球の流動ダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 23700527
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 百武 徹 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (20335582)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 微小循環 / 酸素拡散 / 格子ボルツマン法 / 人工赤血球 / 埋め込み境界法 / 酸素輸送

研究概要

3次元モデルによるヘモグロビンと酸素の化学反応を考慮した微小血管における人工赤血球および酸素の濃度拡散の数値解析を行い,以下の結論を得た.酸素放出に関する既存の実験結果との比較より,酸素飽和度の変化に対して,本計算結果が実験結果と同様の傾向を示すことがわかった.また,人工赤血球の拡散係数が大きいほど半径方向への濃度拡散が促進され,その結果,時間の経過とともに組織を含め酸素濃度は上昇し,血管内の酸素飽和度は減少することがわかった.

研究成果

• [学会発表] 微小循環系における人工赤血球の酸素運搬過程に関する数値解析的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岸本卓巳,矢野圭佑,百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス,八王子市
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 微小血管狭さく内における赤血球同士の干渉に関する数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤昴,本郷智明,百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス,八王子市
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の酸素輸送モデルに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢野圭佑,岸本卓巳,百武徹
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所つくばセンター,つくば市
  • 年月日: 2013-01-10
• [学会発表] 高分子の影響に基づく赤血球集合現象のモデル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天明優太,百武徹
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所つくばセンター,つくば市
  • 年月日: 2013-01-10
• [学会発表] 高分子の影響に基づく赤血球集合現象のモデル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天明優太，百武徹
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所つくばセンター
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の酸素輸送モデルに関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢野圭佑，岸本卓巳，百武徹
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: (独)産業技術総合研究所つくばセンター
• [学会発表] 微小血管狭さく内における赤血球同士の干渉に関する数値解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤昴，本郷智明，百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [学会発表] 微小循環系における人工赤血球の酸素運搬過程に関する数値解析的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岸本卓巳，矢野圭佑，百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第52回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の酸素運搬モデルに関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第19回日本血液代替物学会年次大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール,旭川市
  • 年月日: 2012-10-26
• [学会発表] 微小循環系における人工赤血球の酸素運搬過程に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場,北九州市
  • 年月日: 2012-10-24
• [学会発表] 分子レベルの現象に基づく赤血球集合現象に関する数値解析的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天明優太,百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 日本大学,習志野市
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 微小血管内狭窄流れに対する人工赤血球効果に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本郷智明,百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 日本大学,習志野市
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の流動特性に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢野圭佑,百武徹
  • 学会等名: 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学,豊中市
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] 微小循環系における人工赤血球の酸素運搬過程に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の酸素運搬モデルに関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第19回日本血液代替物学会年次大会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール
• [学会発表] 微小血管内狭窄流れに対する人工赤血球効果に関する数値解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 本郷智明，百武徹
  • 学会等名: 日本機械学会関東学生会第51回学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 日本大学，習志野市
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球動態に関する流体シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第18回日本血液代替物学会
  • 発表場所: 北海道大学,札幌市
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] 赤血球を伴う微小血管内での人工赤血球動態に関する数値解析的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹,矢野圭佑,井丸大幹,柳瀬眞一郎
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス,八王子市
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 微小血管内の人工赤血球/赤血球動態に関する流体シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第137回流体懇話会
  • 発表場所: 電気通信大学,調布市
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] 流体シミュレーションを用いた微小血管内の人工赤血球動態に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹,足立文也,赤木裕貴,柳瀬眞一郎
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学,吹田市
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] 流体シミュレーションを用いた微小血管内の人工赤血球動態に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹，足立文也，赤木裕貴，柳瀬眞一郎
  • 学会等名: 第34回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 関西大学，吹田市
• [学会発表] 微小血管内の人工赤血球/赤血球動態に関する流体シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第137回流体懇話会
  • 発表場所: 電気通信大学，調布市
• [学会発表] 赤血球を伴う微小血管内での人工赤血球動態に関する数値解析的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹，矢野圭佑，井丸大幹，柳瀬眞一郎
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 発表場所: 首都大学東京 南大沢キャンパス，八王子市
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球動態に関する流体シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 百武徹
  • 学会等名: 第18回日本血液代替物学会
  • 発表場所: 北海道大学，札幌市
• [学会発表] 微小血管内における人工赤血球の流動特性に関する数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢野圭佑，百武徹
  • 学会等名: 第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 大阪大学，豊中市