蚊の穿刺動作にヒントを得た負剛性ばねメカニズムの提案と無痛穿刺デバイスへの応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656188
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 青柳 誠司 関西大学, システム理工学部, 教授 (30202493)
• 連携研究者: 鈴木 昌人 関西大学, システム理工学部, 准教授 (70467786) ; 高橋 智一 関西大学, システム理工学部, 助教 (20581648)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: バイオメカニクス

研究概要

蚊の口器は複数の針により構成されているが，そのうち穿刺に主要な役割を持つ上唇と小顎2本の合計3本の協調動作について，定性的な解析モデルを構築し，上唇の穿刺に関して理論的に針が皮膚に「ずぶずぶ」と入っていく「負剛性ばね」が実現されていることを提案した．有限要素法を用いたシミュレーションとマイクロマシニングで作製された針を用いた実験により，提案モデルの妥当性を確認した．

研究成果

• [雑誌論文] 蚊の生体模倣による痛みの少ない針の工学的実現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 雑誌名: 日本臨床麻酔学会誌 巻: Vol.33 ページ: 697-702
• [雑誌論文] 蚊の口器を模倣したマイクロニードルの開発-実用化のインパクトと生まれる研究開発テーマ-, 研究開発リーダー (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 雑誌名: (株)技術情報協会 巻: 88号(10巻4号) ページ: 34-38
• [雑誌論文] マイクロニードルの開発における可視化 ~蚊を模倣した痛みの少ない注射針の開発~ (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 巻: Vol.33, No.131 ページ: 145-148
• [雑誌論文] 電解メッキによる金属微細針の作製と電解エッチングによる先鋭化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黄 志濠, 田中隆寛, 高沖 穣, 泉 隼人, 高橋智一, 鈴木昌人, 青柳誠司
  • 雑誌名: 電気学会論文誌 巻: Vol.131, No.11 ページ: 373-380
  • 査読あり
• [学会発表] 蚊を模したマイクロニードルの加工 (2014)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: 2014年度砥粒加工学会ATF2014 講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] 蚊を模倣したステンレス製鋸歯上ニードルのマイクロ機械加工および穿刺評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎寛之, 鈴木昌人, 高橋智一, 青柳誠司, 松本真一
  • 学会等名: 2013年度精密工学会秋季大会 学術講演会講演論文集
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 20130912-14
• [学会発表] 蚊の口器を模倣したマイクロニードルの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: 日本ペインクリニック学会第14回群馬ペインクリニック懇話会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 2013-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] 蚊の穿針行動に学ぶ痛みの少ない注射針の研究開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: 第201回有機エレクトロニクス材料研究会(JOEM)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] 蚊を手本とした痛みの少ない注射針の開発-糖尿病患者への適用の可能性- (2013)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: 第13回南大阪サイエンス
  • 発表場所: 堺
  • 年月日: 2013-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] アルギン酸ゲルを用いた模擬皮膚組織の開発およびこれを用いた蚊の穿刺動作の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高柳弘輝, 田中隆寛, 中尾 健, 鈴木昌人, 高橋智一, 青柳誠司
  • 学会等名: 日本機械学会第4回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 20121022-24
• [学会発表] Equivalent Negative Stiffness Mechanism Using Three Bundled Needles Inspired by Mosquito for Achieving Easy Insertion (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aoyagi, Y. Takaoki, H. Takayanagi, C-H. Huang, T. Tanaka, M. Suzuki, T. Takahashi, T. Kanzaki, T. Matsumoto
  • 学会等名: 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2012)
  • 発表場所: Algarve, Portugal(2295-2300)
  • 年月日: 20121007-12
• [学会発表] 陽解法有限要素法解析による蚊の穿刺メカニズムの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 漆畑雄也, 高沖 穣, 田中隆寛, 高橋智一, 鈴木昌人, 青柳誠司, 神崎 務, 山口哲, 今里聡
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2012 論文集
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20120527-29
• [学会発表] 蚊の穿刺メカニズムの解明から究極のマイクロマシーンをつくる! (2012)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: NPO「テクノ未来塾」第142回ニューテクノ・フォーラム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-09-01
  • 招待講演
• [学会発表] メスの蚊がもたらす不思議なかゆみを科学が解明する~生体に学ぶ工学的な応用より~ (2012)
  • 著者名/発表者名: 青柳誠司
  • 学会等名: 第57回(社)日本透析医学会学術集会・総会ランチョンセミナー
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-06-23
  • 招待講演
• [学会発表] 蚊の観察に基づいた鋸歯状マイクロニードルの作製およびアンカー効果の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高柳弘輝, 高沖穣, 高橋智一, 鈴木昌人, 青柳誠司, 神崎 務
  • 学会等名: 第29回日本ロボット学会学術講演会文集
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 20110907-09
• [学会発表] 蚊の小顎を模倣したマイクロニードルの作製およびアンカー効果の検証 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高沖穣, 青柳誠司, 鈴木昌人, 高橋智一
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会'11 論文集
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110526-28
• [産業財産権] 座屈防止シート及び穿刺器具セット (2013)
  • 発明者名: 青柳誠司, 鈴木昌人, 高橋智一
  • 権利者名: 青柳誠司, 鈴木昌人, 高橋智一
  • 産業財産権番号: 特願2013-188780
  • 出願年月日: 2013-09-11
• [産業財産権] 中空微細針及びその作製方法 (2012)
  • 発明者名: 青柳誠司, 鈴木昌人, 高橋智一
  • 権利者名: 青柳誠司, 鈴木昌人, 高橋智一
  • 産業財産権番号: 特願2012-119865
  • 出願年月日: 2012-05-25
• [産業財産権] 穿刺ユニット (2011)
  • 発明者名: 青柳誠司
  • 権利者名: 青柳誠司
  • 産業財産権番号: 特願2011-116550
  • 出願年月日: 2011-05-25