衝撃波の医療および産業応用に関する基礎研究

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1.白金薄膜抵抗温度計を用いた高精度な熱流束計測法の開発絶縁基材に白金薄膜を蒸着して測定素子を製作し、衝撃波管や超音速風洞の高速気流中において熱流束計測をするために測定素子の較正を行った。それら測定素子を用いて無隔膜衝撃波管に生じる超音速流中の円柱の各位置の温度履歴を測定し、報告書に示される計算式を用いて温度履歴から対流熱伝達を導出した。円柱表面熱流束計測の結果を2つの数値計算コード(i:研究室開発のナビエ・ストークスの解法、ii:汎用コードのFLUENT)の妥当性の検証のために用いた。これら実験結果は数値計算コードの検証にとても有効であると考えられる。2.外科手術におけるレーザー誘発マイクロ-液体ジェット装置の研究マイクロ-液体ジェット装置は外科手術で柔らかい組織を正確に切開するために開発された。生理食塩水を満たしたカテーテル内に誘導した光ファイバーにパルスHo:YAGレーザを照射することにより液体ジェットを誘発する。ジェットは神経内視鏡を用いた外科手術、脳血栓症の治療、血管内ドラッグデリバリーなどに応用できる。液体ジェットの速度や淀み圧、温度を正確に測定し、ジェットの力学を研究している。これらの情報は外科手術の応用や血管内ドラッグデリバリーにジェットを用いることへの実行可能性を見極めるために極めて重要である。3.マイクロ粒子放出システム援用のためのレーザアブレーションの研究衝撃波により生じるレーザアブレーション効果によりマイクロ粒子を柔らかい目標物に当てる試みを行っている。この粒子放出システムは遺伝子治療のための医療外科手術への応用が可能であると考えられている。本研究では軟組織と同等な10%のゼラチンモデルに大きさ1μmのマイクロ金粒子を放出する試みを行った。現在、目標物への貫入深度を解析しており、またその貫入深度を高めるための実験が進行中である。また、大気中のレーザアブレーションに関連したブラスト波の研究を行い、レーザのエネルギの蓄積により生じるブラスト波とその背後について高速度カメラを用いて可視化を行った。4.その他の共同研究上記に加えて、極超音速マッハ数での大迎角スパイク付き鈍物体まわりの剥離流れの研究をインド工科大学の航空宇宙工学部門との共同で行っている。