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Realization of Low Frition for Mecanical Seal Used in Blood by Control of Protein Film Formation

通过控制蛋白成膜实现血液用机械密封的低摩擦

基本信息

批准号：
19K14873
负责人：
神田航希
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

人体内で使われる補助人工心臓に搭載されるメカニカルシールのような摩擦システムにおいて，タンパク質溶液中での低摩擦の継続的発現と生体適合性が求められる．摩擦により界面に形成される血漿タンパク質由来の膜が低摩擦を発現しうる事は既に明らかにされており，形成機構の解明および材料の選択・設計指針が求められる．しゅう動面における血漿タンパク膜の変性抑制・吸着制御が低摩擦実現のための鍵を握る．本研究では摩擦部における血漿タンパク質の変性抑制を可能にするダブルネットワーク（DN）ゲルを用いたボールオンディスク型の摩擦試験をアルブミン・フィブリノーゲン溶液中で室温にて行い，しゅう動面における血漿タンパク質の吸着機構・低摩擦発現の形成機構を解明した．その結果，以下の結論が明らかとなった．・フィブリノーゲン溶液中において形成される血漿タンパク膜は滑り方向に平行な様相を呈しおよそ100nmオーダーの膜厚を有する一方，アルブミン溶液中において形成される血漿タンパク膜は10nmオーダーの粒状であること．・フィブリノーゲン溶液中における摩擦係数はアルブミン溶液中における摩擦係数よりも総じて低下すること．・フィブリノーゲン溶液中における摩擦係数は徐々に低減するなじみ挙動を発現すること．・アルブミンとフィブリノーゲンの混合溶液中における摩擦係数は両タンパク質種が単独で存在する溶液中における摩擦係数よりも低下すること．

The development of low-friction artificial heart in human body and its biological suitability are discussed. Friction: interface formation: plasma: origin: film: low friction: development: matter: formation mechanism: solution: material selection: design guidelines: design: design. The key to the realization of low friction is to control the adsorption of plasma and film. In this study, the mechanism of plasma adsorption and formation of low friction development in solution at room temperature was investigated. The results are as follows: The plasma film formed in the solution is parallel to the sliding direction, and the film thickness is 100nm. The plasma film formed in the solution is granular. The friction coefficient in the solution is low. The friction coefficient in the solution is low. The friction coefficient in the mixed solution is lower than that in the solution in which the species exist alone.