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2008 年度 実績報告書

個々の赤血球流動挙動に着目した溶血シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19680024
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 匡徳  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任准教授(常勤) (20448046)

キーワード赤血球 / 溶血 / 計算力学 / 数値流体力学 / メゾスコピック解析
研究概要

平成20度は赤血球の変形挙動に関連した溶血指標を構築することを目的として研究を進めた.
1.赤流動する赤血球の変形解析とそれに基づく溶血指標の提案
平成19年度に作成した赤血球モデルを用いて, 定常せん断流, 狭窄管路内, T字管内を流動する赤血球の変形解析を行い, 変形に伴い赤血球に蓄積されるエネルギーの観点から, 既存 の溶血指標と赤血球京の面内変形および曲げ変形との関係について検討を行った. 結果より, 溶血の評価においては赤血球膜の面内変形だけでなく, 曲げのような面外変形も評価する必要があることが示唆された. また, エネルギーの観点から面内変形および面外変形を比較・検討することは溶血が生じる力学的要因について同定する手段かなり得ると考えられた.
2.in vitro実験による赤血球の流動計測
マイクロPIVシステムにより, 赤血球容積率0, 5, 10, 15, 20%における赤血球の流動状態を調べた. 結果として, この程度の赤血球容積率では巨視的な流れ場には, 赤血球変形の特性はほとんど反映されないことがわかった. また, 赤血球膜が降下しても流れに与える影響ほとんどないことが分かった.
3.多量の赤血球による赤血球流動解析
生理学的赤血球容積率である35%になるように直円管内に赤血球を満たして, 赤血球流動の計算を行った. 結果として, せん断流により赤血球は全体として管中央に移動する傾向があり, それにより赤血球同士の衝突が起こることがわかった. この衝突により壁から中央に向かった赤血球は再び壁面方向に押し戻されて, 赤血球が変形していく様子が観察された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 流動する赤血球の変形解析とそれに基づく溶血指標の提案2009

    • 著者名/発表者名
      別所貞雄, 中村匡徳, 和田成生
    • 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
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20090123-24
  • [学会発表] 個々の赤血球挙動に着目した溶血シミュレータ構築に向けて2009

    • 著者名/発表者名
      中村匡徳
    • 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
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20090123-20090124
  • [学会発表] Multi-scale Modeling of Blood Flow for the Establishment of Hemolys is Simulator on the basis of the Deformation Analysis of an Individual Red Blood Cell2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M
    • 学会等名
      The 3rd ME International Symposium, Physiome and Systems Biology for Integrated Life Sciences and Predictive Medicine
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      20081130-1201
  • [学会発表] 流動する赤血球の変形動態の解析〜変形量と既存の溶血指標との関係〜2008

    • 著者名/発表者名
      中村匡徳, 別所貞雄, 和田成生
    • 学会等名
      日本機械学会第21回計算力学講演会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      20081101-03
  • [学会発表] Red Blood Cell Deformation Behavior in a High-Shear Flow2008

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Bessho S, Wada S
    • 学会等名
      International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Adelaide,Australia
    • 年月日
      20080824-29
  • [学会発表] Dynamic deformation analysis of a red blood cell in a steady and unsteady shear flow2008

    • 著者名/発表者名
      Sadao Bessho, Masanori Nakamura, Kenichiro Koshiyama, Shigeo Wada
    • 学会等名
      ASME 2008 Summer Bioengineering Conference
    • 発表場所
      Marco island, FL, USA
    • 年月日
      20080625-20080629
  • [学会発表] 流動する赤血球変形挙動の数値解析〜個々の赤血球変形を考慮した溶血シミュレータ構築へ向けた取り組み〜2008

    • 著者名/発表者名
      中村匡徳
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第9回秋季技術交流フォーラム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-10-11
  • [図書] Advances in Computational Vision and Medical Image Processing Methods and Applications 132009

    • 著者名/発表者名
      Lima, R, Nakamura M, Omori T, Ishikawa T, Wada S and Yamaguchi T
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      Microscale Flow Dynamics of Red Blood Cells in Microchannels : An Experimental and Numerical Analysis
  • [備考]

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/esc/publication/annual/annual2007/pdf/2project/chapter3/175sakaguchi.pdf

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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