| 研究課題/領域番号 |
18H01415
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
青柳 誠司 関西大学, システム理工学部, 教授 (30202493)
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| 研究分担者 |
長嶋 利夫 上智大学, 理工学部, 教授 (10338436)
高橋 智一 関西大学, システム理工学部, 准教授 (20581648)
福永 健治 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (30278634)
鈴木 昌人 関西大学, システム理工学部, 准教授 (70467786)
歌 大介 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (70598416)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | マイクロナノデバイス / 生体模倣 / 精密部品加工 / FEMシミュレーション / 医療・福祉 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、蚊の針の細さのみでなく、その穿刺動作を工学的に摸倣して、新規な穿刺・採血メカニズムを提案・開発することを目標とする。本年度の研究実績を以下に示す。
1）実験動物の皮膚・血管を用いた蚊の穿刺メカニズムの解明：ヘアレスマウスへの蚊の穿刺行動を、多方向からの照明と高速度カメラを用いて観察した。下唇により皮膚表面に張力を与えた状態で、複数針を回転させて皮膚内に差し込み、複数針を交互振動させながら低速にて皮膚深部に刺し入れていることを明らかにした。2）穿刺動作のFEMによる理論的検証：針を往復回転運動させて穿刺する方法の有効性、皮膚のたわみを防止することの有効性に加えて、血管を針の振動で突いて穿孔することの有効性を有限要素解析（FEM）で確認した。
3）下唇を摸倣した穿刺冶具の開発：昨年度までに皮膚を真空吸引して皮膚をたわませない治具を開発した。本年度は透明なアクリル板を治具に組み込むことで、針を皮膚に穿刺する部分を可視化することに成功した．4）生分解性プラスチックであるポリ乳酸製の微細針の開発：蚊のサイズに近い外径130 マイクロメーターの中空微細針の作製に成功した。5)中空微細針を往復回転させながら採血を行う携帯型デバイスの開発：基本的な設計を行い、それに基づいたデバイスを外注加工し、ペットボトルサイズまでの小型化に成功した。
6)血管可視化システムの開発：AI技術を用いて髪の毛やシワと区別して血管の位置を検出することに成功した。
７）痛みの客観的な評価：昨年度までに人間の皮膚での痛みの評価を、被験者2名において、群馬ペインクリニック病院において行った。本年度は被験者4名を追加して、蚊と同様に皮膚に張力を与え、針を回転させながら、低速での穿刺を行うことにより、ほぼ無痛での穿刺が可能であることのエビデンスが得られた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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