| 研究概要 |
圧力変動下におけるリン脂質に覆われたマイクロバブル(音響性リポソーム)の挙動を観測した.その結果,気泡収縮時には,表面に凹凸の形成とその消滅が繰り返されることにより,気泡半径が階段状に変化することがわかった.また,Takahira & Itoの気泡モデルをもとに,リン脂質分子層の離脱に伴う表面張力の変化を考慮した新しい気泡モデルを提案した.本モデルにより,実験における階段状の半径の変化をシミュレートできることが示された.また,実験における階段状の半径の変化の要因は,リン脂質分子層の離脱による表面張力の増加に起因する可能性が示された.
血管を模擬した弾性管内での気泡の崩壊挙動を,三次元境界要素法を用いて解析した.その結果,管壁が大きく変位する条件では,気泡の並進運動が助長され,内壁近傍で液体ジェットが形成されることから,壁面損傷が増大する可能性が示された.また,生体を模擬したゼラチン壁近傍での気泡崩壊をマルチグリッドGhost Fluid法を用いて解析した.その結果,壁面と気泡との距離が減少するにつれて,壁面に作用する最大圧力と力積値は単調に増加し,壁面の変形速度が増加することが示された.また,気泡崩壊に伴う治療性分子の輸送をGhost Fluid法を用いて解析した結果,分子の輸送を促進するには,気泡崩壊時に形成される渦流れを利用することが有効であることが示された.
圧電セラミックスを用いた超音波発生装置を試作し,音響性リポソームを含む水溶液中の音場の状態をシュリーレン法および圧力計測により調べた.また,レーザ生成気泡崩壊時に形成される衝撃波が音響性リポソームに及ぼす影響を調べる第一段階として,水中に高強度パルスレーザを集束させることにより気泡を生成し,生成されたレーザ気泡の体積とレーザ強度および水の純度との関係を明らかにした.
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