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微小血管壁の内腔表面に存在する糖鎖層の生理的意義に関し、(a)血管壁を介する物質輸送、(b)血球への潤滑作用、の2点について、流体力学的観点から調べた。(a)について、本年度は糖鎖層および溶質のもつ電荷の影響に着目し、糖鎖層を介する物質輸送のモデルに帯電の影響を取り入れた新たなモデルを構築した。そのモデルを用いて、糖鎖層および溶質が同符号で一様な表面電荷をもつ場合に対し、溶質まわりの電解質溶液内における静電場をPoisson-Boltzmann方程式をスペクトル有限要素法で解いて求めた。得られた電場から電気的相互作用エネルギーを計算し、浸透流の強さを表すパラメーターである反射率を求めて、その値を糖鎖層と溶質の電荷量、溶質サイズおよび電解質溶液のイオン濃度の関数としてまとめた。解析の結果、糖鎖層と溶質が同符号に帯電している場合、得られた反射率の値は電荷の影響を考慮しない場合に比較して大きな値となり、静電相互作用によって浸透流が促進されることが分かった。アルブミンなど電荷量が既知の溶質に対して求めた反射率の値は実験結果をよく説明した。(b)については、昨年度に引き続き、細静脈壁に粘着した白血球周りの流れ場および血管内に浮遊する血球周りの流れ場の解析を進めて、流れが血球に及ぼす応力の評価を行った。血液の粘性率が流線に沿って一定ではあるが、空間的に変動する場合も取り扱えるように定式化することで、血管壁近傍の糖鎖層および血漿層の影響を取り扱えるようにした。また、血小板の挙動を調べるために、円錐型流路内の血小板および血小板模擬粒子の運動を、マイクロPIV法で計測した。
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