水中衝撃波を利用した血流内薬物搬送用含気マイクロカプセル破壊と薬物導入機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360088
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 玉川 雅章 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 教授 (80227264)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 衝撃波 / DDS / 気泡 / マイクロカプセル

研究概要

本研究課題では,衝撃波や圧力波を水中内の3層構造(膜,液体,気体)のマイクロカプセルに作用させ,その変形挙動の観察を行い,実用にむけてカプセルでの破壊条件の比較・検討を行った.その結果,(1)数マイクロメートルの3層構造カプセルが作成できたこと,(2)超音波素子を用いた変形挙動の観察では,小空間での気泡変形の先鋭化と破壊可能性が高いこと,(3)破壊実験では,カプセル構造の破壊率への影響が示された.

研究成果

• [雑誌論文] キャビテーション微小気泡群放電を用いた水処理 (2011)
  • 著者名/発表者名: 猪原哲, 廣幡大樹, 小湊佑一, 山部長兵衛, 池英昭, 吐合一徳, 平林和也, 玉川雅章
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A (印刷中) ページ: 122-B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of a Bubble Deformation Process in a Microcapsule for Developing Drug Delivery Systems using Underwater Shock Waves (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: Proc.of ASME2010 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting and 8th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels (FEDSM2010-ICNMM2010) ページ: 31242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of thrombus formation process using Lattice Boltzmann Method with consideration of adhesion force to wall (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME 2010 International Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE2010) ページ: 40859-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualiza tion of thrombus formation and CFD ba sed prediction on shear flows (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, R.Toyao
  • 雑誌名: IFMBE Proceedings 25 (Proc of Medical Physics and Biomedical Engineering, World Congress 2009) vol.6 ページ: 1099-1100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Driving force of a neutrophile in liquid using concentration Marangorni effect for developing microcapsule for Drug Delivery Systems (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, K.Matsumura
  • 雑誌名: IFMBE Proceedings 25(Procof Medical Physics and Biomedical Engineering, World Congress 2009) Vol.8 ページ: 200-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of Thrombus Formation in Shear Flows Using Lattice Boltzmann method (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, H.Kaneda, S.Nagahama
  • 雑誌名: Artificial Organs 33-8 ページ: 604-610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elucidation of Driving Force of Neutrophile in Liquidby Cytokine Concentration Gradient (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, K.Matsumura
  • 雑誌名: Proceedings of ICBME 2008 23 ページ: 882-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFD based prediction method of thrombus formation in shear flow and its validation (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, S.Nagahama
  • 雑誌名: Proceedings of IMECE2008 (2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition) ページ: 67265
  • 査読あり
• [雑誌論文] EFFECTS OF SHOCK WAVES ON ACCELERATION OF CELL GROWTH RATE BY SHOCK TUBE (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 雑誌名: Proceedings of IMECE2008 (2008 ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition) ページ: 68216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Microcapsules Including a Gas Bubble for Shock Wave Based Drug Delivery (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 雑誌名: Proceedings of FEDSM2008(2008 ASME Fluids Engineering Conference) ページ: 55320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental Investigations of Driving Force of a Neutrophile in Liquid Using Concentration Marangoni Effect for Developing Microcapsules in Drug Delivery Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: FEDSM2008 (2008 ASME Fluids Engineering Conference) ページ: 55319
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFD study of thrombus formation on shear blood flows by using modified Lattice Boltzmann method and thrombus observation (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: 2008 Summer Bioengineering Conference (SBC2008) ページ: 193087
  • 査読あり
• [雑誌論文] 衝撃波を用いた細胞への力学的刺激時の応力波解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石松憲和, 山野井一郎, 玉川雅章, 高須登実男
  • 雑誌名: 生体医工学 Vol.46,No.2 ページ: 261-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of predicition method of thrombus formation in shear flow by CFD (2007)
  • 著者名/発表者名: 平本美記, 福島克也, 玉川雅章
  • 雑誌名: 3rd Asian Pacific Conference on Biomecfhanics 2007 Tokyo ページ: 71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of plane shock wave on endothelial cells using shock tube (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Ishimatsu, M.Tamagawa, S.Iwakura
  • 雑誌名: 3rd Asian Pacific Conference on Biomechanics Tokyo ページ: 170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of thrombus formation in a shear blood flow by lattice Boltzmann method (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, K.Fukushima, M.Hiramoto, S.Nagahama
  • 雑誌名: Proc.of 2007 Joint Congress of JSAO and IFAO Osaka ページ: 89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Microcapsules Including Gas Bubbles for Shock Wave DDS (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 雑誌名: Proceedings of ICBB2007, The 1st International Colloquium on Dynamics, Physics and Chemistry of Bubbles and Gas-Liquid Boundaries Japan, Niseko ページ: 10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Underwater Shock Wave on Endothelial Cells in Vitro Using Shock Tube (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 雑誌名: Proceedings of FEDSM2007, 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference USA, San Diego ページ: 37637
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFD Study of Thrombus Formation on Shear Blood Flows for Developing Prediction Method of Thrombus (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: Proceedings of FEDSM2007, 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference USA,San Diego ページ: 37074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acceleration of cell growth rate by plane shock wave using shock tube (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, N.Ishimatsu, S.Iwakura, I.Yamanoi
  • 雑誌名: Proceedings of 26th International Symp. Shock Waves Germany, Springer-Verlag ページ: 841-846
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fundamental investigation of driving force of microcapsule for drug delivery systems using the principle of neutrophile chemotaxis (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: Proc.of ASME Frontiers in Biomedical Devices Conference USA,Irvine ページ: 38091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prototype of microcapsule for shock wave drug delivery systems and its design (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 雑誌名: Proc.of ASME Frontiers in Biomedical Devices Conference USA,Irvine ページ: 38088
  • 査読あり
• [雑誌論文] 格子ボルツマン法を用いた血栓生成のシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 金田紘明, 玉川雅章
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 Vol.73,No.736 ページ: 2433-2438
  • 査読あり
• [雑誌論文] せん断流れ場における血栓生成の可視化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福島克也, 玉川雅章, 平本美記
  • 雑誌名: 生体医工学 Vol.45,No.1 ページ: 99-104
  • 査読あり
• [学会発表] 衝撃波を利用した気泡内包マイクロカプセルの破壊 (2011)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 学会等名: 日本ソノケミストリー学会,第3回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム講演論文集,pp.13-14
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] サイトカイン濃度勾配下における好中球運動の解明-濃度輸送の可視化観察と数値解析- (2010)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.78-79
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 格子ボルツマン法によるせん断血液流れ場での血栓形成予測と検 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥屋尾亮, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第22回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.120-121
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Prediction of thrombus formation process in blood flow with separation using Lattice boltzm ann method (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tamagawa, R.Toyao
  • 学会等名: 第49回日本生体医工学会大会抄録集Vol.48,No.1,FC25-1
  • 発表場所: (CD-ROM)
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 水中圧力波によるマイクロカプセル内気泡変形挙動の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章 沖倫明
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,Vol.6,10-1,pp.183-184
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] 濃度勾配を利用したマイクロカプセル駆動機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,Vol.6,10-1,pp.181-182
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] DDS用カプセル駆動源開発のための好中球のサイトカイン濃度勾配による駆動機構解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.67-68
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] オリフィス管内流れ場における血栓形成の可視化観察-壁面吸着力の影響- (2009)
  • 著者名/発表者名: 前田暁, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.299-300
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] せん断血流場におけるCFDを用いた血栓形成モデルの検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥屋尾亮, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.301-302
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 血管分岐構造のフラクタル性を利用した流れ解析手法の開発-階層構造のモデル化- (2009)
  • 著者名/発表者名: 石松憲和, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会第21回バイオエンジニアリング講演会論文集,pp.361-362
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 物理的DDS用マイクロカプセルの機能性向上のための基礎的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 松村晃輔
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会抄録集,Vol.47,Suppl.1,pp.222
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 水中衝撃波による細胞への作用と応力波伝播について (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会抄録集,Vol.47,Suppl.1,pp.202
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] オリフィス管内せん断流れ場におけるCFDによる血栓形成予測法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 鳥屋尾亮
  • 学会等名: 第48回日本生体医工学会大会抄録集,Vol.47,Suppl.1,pp.218
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 衝撃波による白血球走化性の向上に関する一検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 松村浩輔, 沖倫明
  • 学会等名: 日本超音波医学会2009年度第2回基礎技術研究会,BT2009-17
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] DDS用カプセル開発のための基礎研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章, 古川義純
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,No09-1,pp.99-100
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] せん断血流場におけるCFDを用いた血栓形成予測法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥屋尾亮, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,No09-1,183-184
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] せん断流れ場における血栓形成の可視化とCFDによる形成速度の予測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 学会等名: 第8回生活支援工学系学会連合大会講演集,pp.38
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] せん断血流場における格子ボルツマン法を用いた血栓予測法の開発-凝集モデルの壁面付着への拡張について- (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥屋尾亮, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会計算力学講演会CMD2009講演論文集,No.09-21,pp.550-551
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 液体中の濃度勾配で駆動力を発生する白血球の運動機構について (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会流体工学講演会2009講演論文集,No.09-8pp.559-560
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] 衝撃波作用による白血球走化性への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章, 沖倫明
  • 学会等名: 第20回日本機械学会バイオフロンティア講演会講演論文集,No.09-10,pp.101-102
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] VISUALIZATION OF THROMBUS FORMATION ON PIPE ORIFICE FLOWS (2009)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 学会等名: Proc.of XXXVI Annual meeting European Society for Artificial Organs (ESAO 2009)
  • 年月日: 20090000
• [学会発表] キャビテーション気泡群放電による水処理技術の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池英昭, 吐合一徳, 平林和也, 猪原哲, 廣幡大樹, 山部長兵衛, 石松憲和, 窪元勇太, 玉川雅章
  • 学会等名: 第42回日本水環境学会年会講演集,pp.196
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] サイトカイン濃度勾配による好中球の液中運動機構の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 窪元勇太, 玉川雅章, 向井楠宏, 古川義純
  • 学会等名: 日本機械学会第20回バイオエンジニアリング講演会講演論文集,pp.63-64,(招待講演)
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] 機能性衝撃波DDS用マイクロカプセル開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 窪元勇太
  • 学会等名: 第46回日本生体医工学会大会抄録集,Vol.46,Suppl.277
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] Fundamental study of shock induced acceleration of cell growth by plane shock waves (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 石松憲和
  • 学会等名: Acoustics
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] フラクタル性を利用した分岐をもつ血管内の流れ解析手法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石松憲和, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,pp.706-707
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] DDS用カプセル開発のための白血球走化性機構の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松村晃輔, 玉川雅章
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会講演論文集,pp.25-26
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] はく離・再付着流れでの血栓形成について (2008)
  • 著者名/発表者名: 前田暁, 玉川雅章
  • 学会等名: 第6回生活支援工学系学会連合大会講演集,pp.90
  • 年月日: 20080000
• [学会発表] 白血球の液中推進機構の解明(膜上濃度輸送モデルと濃度の可視化) (2008)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章, 松村晃輔, 窪元勇太
  • 学会等名: 日本流体力学会講演論文集,pp.403-404
  • 年月日: 20080000
• [図書] 九工大世界トップ技術(衝撃波で薬を打ち込む～衝撃波によるドラッグデリバリー～,Vol.1) (2007)
  • 著者名/発表者名: 玉川雅章
  • 総ページ数: 59
  • 出版者: 西日本新聞社
• [図書] Mechanical characteristics of vascular cells and tissues exposed to deformation, freezing and shock waves : Measurements and theoretical predictions(Wada, H. ed.)(Biomechanics at Micro- and Nanoscale Levels, Vol.4) (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Yamada, M.Tamagawa, H.Ishiguro
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: World Scientific