| 研究概要 |
本研究では超音波による含気マイクロカプセル破壊型DDSの欠点を補うため,衝撃波をこのカプセル破壊に利用して位置制御ならびに封入されたナノ薬物粒子導入の向上に関する基礎的研究を行う.これまでの研究実績を生かして,衝撃波管または超音波素子で発生させた平面衝撃波を水中内の静止・移動している含気マイクロカプセルに作用させ,効率的カプセル破壊のための最適な圧力レベルや衝撃マッハ数などの条件を理論的・実験的に探り,実用にむけた実験条件の比較・検討を行った.
(1)衝撃波管を用いた分散粒子中での平面衝撃波による曲率弾性壁近傍でのバブル変形の挙動の観察
九州工業大学に既設の衝撃波管装置を用いて平面衝撃波を発生させ,管端部分に備え付けられた試験部においてゼラチンの一定の曲率をもつ2次元の弾性壁を製作し,この近傍に空気ポンプと電磁弁により生成させたサブミリスケールの気泡を生成させ,この気泡に対して衝撃波を作用させる.ゼラチン壁の弾性および曲率による気泡変形挙動の変化を高速度カメラ(フレーミング管)を用いて観察し,画像解析を行う.この実験では,気泡(二酸化炭素や窒素)および分散粒子の大きさや材質による衝撃波の減衰や気泡変形挙動への影響を調べる.次に,同じ曲率を持つ壁面で上面を製作し,ミリ〜サブミリスケールの擬似的なカプセル内部を模擬し,内部に気泡を封入して上記と同様な方法で,変形挙動を観察する.その結果,気泡の変形挙動と壁の性質を関連づけることができた.
(2)マイクロカプセルの製作(含気カプセルの製作)
細胞を対象とした大きさ(数十μm〜200μm)のマイクロカプセルをゲル化物質から製作する.なお,内部に液体を封入し,既設のマイクロマニュピレーションシステムを用いて,内部にCO_2ガスを流量制御しながら入れ,微小気泡をカプセル内部に入れる.その結果,含気カプセルを顕微鏡上製作する際,マニュピレーションからの気液混合封入をガス圧及び気液の混合比を最適化することで均質に製作できることを示した.また,同時にカプセルの素材についても詳細な検討を行い,カプセル膜の弾性率を数値計算および実験から同定を行い,カプセルの化学組成とへ壁の弾性率を関連づけることができた.
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