| 研究課題/領域番号 |
17H02107
|
|---|
| 研究機関 | 東京農工大学 |
|---|
研究代表者 |
桝田 晃司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283420)
|
|---|
| 研究分担者 |
丸山 一雄 帝京大学, 薬学部, 特任教授 (30130040)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 教授 (90384784)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 音響放射力 / 微小気泡 / アレイトランスデューサ / リンパ球 / 超音波音場 |
|---|
| 研究実績の概要 |
我々は、免疫細胞療法などに応用するため、細胞の周囲に微小気泡を付着させた凝集体を形成し、音響放射力を利用して細胞を血流中で運搬するための技術を開発してきた。本研究では主に、CD8陽性Tリンパ球と、それに特異的に付着する抗 CD8 抗体を修飾した微小気泡を用いて、先行研究と同様の条件で細胞表面に共有結合させ、凝集体を形成した。初年度より、流体中の凝集体に対して様々な方向から湾曲アレイプローブで形成した超音波音場を照射することで凝集体を制御できることを、実験結果を中心に示してきた。最終年度は、超音波による凝集体の捕捉の理論モデルの構築、および実験結果との比較について検討したので報告する。
理論モデルとして、流路内に流れる凝集体に対して働く音響放射力と、流速と血管内の位置から、凝集体の移動距離を逐次計算し、凝集体の壁面到達率と捕捉される様子を、MATLABを用いたシミュレーションにより再現した。また得られたシミュレーション結果を実験にて再現し、実験結果からシミュレーションの修正を行う手法を取った。
実験では、水槽底面には中心周波数3MHz、128素子の2次元アレイトランスデューサを設置し、蛍光顕微鏡の視野内に焦点を形成するような実験系を構築した。形成した音場中における凝集体の動態を蛍光顕微鏡により観測した。超音波音場形状として、複数の焦点を流路に沿って形成し、1焦点あたりの最大音圧を 100～400 kPa の範囲で変化させ、壁面へ捕捉される凝集体の面積を検証した。その結果、焦点数の変化に伴って総捕捉面積は変化し、単焦点での捕捉面積に比べて最大で1.4倍捕捉面積が向上することを、実験とシミュレーションの両方にて確認した。本研究により、細胞を包含した微小気泡凝集体の捕捉効果を確認し、それらを制御するための音場の条件を検討した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
