低電圧駆動の微少流量送出可能な医療用カプセル型マイクロポンプ

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柔軟で,低電圧駆動が可能で,応答性に優れ,生体内での安全性を兼ねそなえたマイクロポンプを開発するために,駆動源としての新型アクチュエータが求められている、当該研究者はここ数年ICPF(Ionic Conducting Polymer Film)アクチュエータについての基礎研究を行ってきた.当該研究では,今までの研究成果(ICPFの力特性測定と評価モデル)に基づき,具体的に医療用カプセル型マイクロポンプの応用に着目し,ポンプの設計・試作及び特性評価などの基礎研究を行った.本年度では,前年度の研究成果を踏まえて,カプセル型マイクロポンプを最適に設計,試作した.先ず,マイクロポンプの構造や動作機構について定量的な検討を行い,マイクロポンプの圧力損失や流量評価モデルを提案した.また,CCDカメラ付き顕微鏡や高速カメラにより,マイクロポンプ(透明材質)のチャンバや能動一方向弁の位置と動作を確認した.そして,駆動回路をポンプに組み込み,駆動電圧と周波数に対して,CCDカメラ付きレーザ変位計を用いてポンプ送出端の液面高さを測定し,ポンプの輸出圧力と流量を評価した.微少流量を精密に測定するマイクロ流量計がないため,輸出液体の重さを電子天秤で計って,輸出流量を精密に評価を行った.更に,シフト制御(PWM制御)により,輸出流量のコントロール実験を行い,提案した新型マイクロポンプの特性を総合的に評価する.実験結果に基づき,提案した新型マイクロポンプは低電圧駆動の微少流量送出が可能であることを確認し,今後の医療分野での応用を見込めることが分った.