2017 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement and analysis of temperature characteristics and thermal physics of blood cell, blood flow and blood vessel using microfluidic platform
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15H03931
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
巽 和也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90372854)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 血栓 / 血球 / マイクロ流路 / 温度特性 / 血流内の拡散係数 / 流れでのフィブリン網の計測と評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度は，平成２８年度に立ち上げた3種類の血栓の熱物性測定装置（マイクロ流路，ガラスマイクロキャピラリー，キュベット）を用いて実験を継続した．
静脈血栓は流速が動脈と比較して低いため血小板凝集よりも壁面に付着した血小板から生成したフィブリン網が基点として血栓が成長することを示した．このため血栓形成の温度依存もフィブリンの温度特性に影響されることからフィブリン形成の基礎反応過程であるフィブリノーゲンとトロンビン反応の反応定数に関する温度定数を計測した．その定数を適用した反応モデルにより血栓形成に要する時間を求め実験と比較した結果良好な一致が得られた．
流れがある場合は対流効果によりトロンビン濃度と温度分布が変化し，フィブリン網と血栓の形状はこの分布に影響される．この対流効果は血流中の血球の数密度分布と運動により変化するため，血流の流路壁面近傍における速度分布と拡散係数を計測した．その結果，球形粒子と血球の流路内における数密度分布，運動特性，拡散係数が，流速，流路幅とこれらの粒子と血球の流路内平均数密度と粒径に影響されることを示した．この血球の数密度分布や拡散係数に関する普遍的な数物理モデルを構築するために，血球の回転，血球同士の衝突，流体力学的作用を考慮したモデルを作成した．モデルによる数密度と粒子運動の予測結果は，上記の異なる条件でも実験と良好に一致することを示した．さらにフィブリン濃度と局所領域における流体粘性との関係を蛍光偏光法により測定することでフィブリン濃度と温度による血栓（血小板，赤血球，フィブリン網）への力学的作用の見積を図った．
これらの成果は4件の国際会議での発表と２偏の論文にまとめている．さらに本課題をもとにインドのIIT Kanpurと血流と血栓における流体と熱物質輸送に関する国際共同研究を開始し，JSPS二国間交流事業を平成２９年度から開始した．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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