2010 Fiscal Year Annual Research Report
赤血球膜損傷のマルチスケール力学解析と溶血観察実験による溶血シミュレータの構築
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22300155
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
中村 匡徳 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20448046)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 浩 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 准教授 (00263228)
和田 成生 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70240546)
越山 顕一朗 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教 (80467513)
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| Keywords | バイオメカニクス / 計算力学 / 蛍光イメージング / 血液 |
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| Research Abstract |
1.赤血球の力学モデルの改良とせん断に着目した赤血球の変形挙動の解析
赤血球力学モデルについて,実験データと合致するようにモデルを改良した.具体的には,赤血球膜面に対して非線形的ばねのモデルを導入すすることで,赤血球膜の伸展量に伴って,より強い抵抗力が発生するようにした.これにより,高せん段応力領域に対して,赤血球の伸張度合いが実験値に合致するようになった.また,非定常流においても,赤血球モデルの変形をうまく表現することができた.
2.赤血球膜の基本分子モデルの構築
リン脂質二重層によって構成される赤血球膜の基本分子モデルを構築した.基本分子モデルの平衡・定常状態における熱力学・力学パラメータを解析するコードを開発した.このモデルに対して,様々な変形を与えることにより,膜伸張に伴う膜孔の生成について調べた.
3.蛍光酵素を用いた溶血発生瞬間の観測手法の確立
マウスから採取した血液から赤血球を分離し,過酸化水素水とルミノールとの混合溶液に混ぜた.これに対して,水を加えることで浸透圧を変化させ,溶血を引き起こした.溶血によってヘモグロビンが赤血球から漏出することで,ルミノール反応が生じて,発光することを認めた.発光量を計測し,溶血量と発光量との相関性を見出した.ただし,過酸化水素水を加えたことにより,溶液が強アルカリ性になってしまったため,このままでは赤血球膜が変性してしまうことが予想された.そこで,溶液のアルカリ性を中和しながら,どこまで発光現象が生じるかについて検討し,蛍光イメージングによる溶血現象の検知について条件出しを行った.
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