動脈硬化症を伴う細動脈を通る血流と赤血球の特異流動

动脉硬化时小动脉的血流量和红细胞比流量

• 批准号: 14750111
• 负责人: 石川 拓司
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750111/
• 关键词: 生体流体工学; 血流; 赤血球; 数値解析; DEM; レオロジー; 流体工学

細動脈内の動脈硬化症の進展においては,流体力学的要因が重要な役割を果たすことが報告されているため,細動脈狭さく部における血流を解明することは重要である.従来の動脈内の血流を対象とした研究は大半が大動脈を対象としており,小動脈や細動脈を対象とした研究は数少ない.この原因は,血液中に含まれる赤血球の直径は8μm程度であり,直径が0.1mm程度の細動脈においては血液を均質と仮定できず,構成方程式の適用に限界があるためである.そこで本年度は,これまでに申請者が開発してきた赤血球の分布と変形を考慮できる離散的な数値解析手法(DEM)を用い,細動脈内の狭さく部を通る血流を調べるための数値シミュレーションコードを開発した.そして数値シミュレーションをさまざまなケースで実施し,狭さく部周辺での流れの様子や壁面せん断応力などの諸量を調べた.その結果,冠状動脈や脳内の細動脈における動脈硬化症進展のメカニズム解明に有用な知見を得ることができた.この研究成果は,日本機械学会2002年度年次大会講演論文集に発表されている.次年度は,ルーロー(連銭)構造の形成過程を表現できるよう,数値解析コードを改良する予定である.また,本年度は数値解析と平行して模擬赤血球の定ずり速度下の挙動を調べるための実験装置を製作した.多くの種類の模擬赤血球を試作し,本実験に適したマイクロカプセルの作成に成功した.実験装置はほぼ完成しており,次年度に多くの実験を実施し,数値シミュレーションとの対応付けを行う予定である.

Arteriole within の の atherosclerosis progress に お い て は, fluid mechanics in important な が "を cut fruit た す こ と が report さ れ て い る た め, arteriole narrow さ く department に お け る を blood flow to interpret す る こ と は important で あ る. 従 to の の within the artery blood flow を like と seaborne し た study much は が artery を like と seaborne し て お り, small artery や arteriole を like と seaborne し た research は number less な い. こ は の reasons, in the blood contains に ま れ る red blood corpuscle の は 8 microns diameter degree で あ り, diameter of 0.1 mm が degree の arteriole に お い て は blood を homogeneous と 仮 set で き ず, constitute equation の applicable に limit が あ る た め で あ る. そ こ で this year は こ れ ま で に applicants が open 発 し て き た red blood cell distribution と の - shaped を consider で き る discrete な the numerical analytical technique (DEM) を い, arteriole の within narrow さ く department を tong る を blood flow adjustable べ る た め の the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ー ド を open 発 し た. そ し て the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を さ ま ざ ま な ケ ー ス で be し, narrow さ く department weekly 辺 で の flow れ の others child や wall せ ん break 応 force な ど の を adjust the quantity べ た. そ の results, coronary artery や 脳 within の arteriole に お け る atherosclerosis progress の メ カ ニ ズ ム interpret に な useful knowledge を must る こ と が で き た. こ の research results は, Japan machinery institute in 2002 Proceedings of speeches at the annual conference に published されて る る Annual は, ル ー ロ ー の (even 銭) structure formation process を で き る よ う, the numerical analytical コ ー ド を improved す る designated で あ る. ま た, this year's は the numerical analytical と parallel し て simulation red blood corpuscle の set ず り speed の 挙 motion を べ る た め の be 験 device を making し た. A variety of く types of <s:1> simulated red blood cells を were attempted, and the actual experiment に was suitable for <s:1> た た に ロカプセ ロカプセ ロカプセ ロカプセ た に successfully た た. Be 験 device は ほ ぼ complete し て お り, annual に more く の be 験 を be し, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と の 応 seaborne pay け を line う designated で あ る.