微小血管網における血球の変形とその流動に関する実験的研究

申請者は,これまで,円弧状狭窄で模擬した毛細血管を通過する好中球モデルの通過特性を数値的に解析し,その通過時間を見積もる数学モデルを構築してきた.これを実験的に検証するため,昨年度は,フォトリソグラフィ技術を用いて石英ガラス平板上に微小流路を作成し,血球の変形,流動を観察するシステムを構築した.本システムにおいて,流路は,便宜的に,6μm間隔で一列に並んだ円柱の隙間とし,その隙間を流れる血球の様子を光学顕微鏡に取り付けられたビデオカメラで撮影した.しかし,本流路では,血球に規定圧力差を掛けることが困難であり,また,シールに用いたシリコンゴムの弾性変形によって流路面積が変化する等の問題が見られた.そこで,本年度は,ガラスに対する自己吸着性のあるPDMSを使用した流路を考案した.また,流路形状も見直し,流路を一本化した.さらに,これまでは血球駆動にシリンジポンプを使用していたが,血球に規定圧力差を掛けるために,流路の上流,下流にタンクを設置し,その水頭差で血球を駆動した.しかし,現時点では,PDMSの自己吸着力が予定よりも低いため,漏れを防ぐ治具を考案中である.また,毛細血管ネットワークにおける好中球流動のシミュレーションモデルを構築し,格子状ネットワークにおける好中球の流動特性を数値的に解析した.そして,血球の物性や血管形状による血球のネットワーク通過時間の変化および濃度上昇を示した.

申請者は,これまで,円弧状狭窄で模擬した毛細血管を通過する好中球モデルの通過特性を数値的に解析し,その通過時間を見積もる数学モデルを構築してきた.これを実験的に検証するため,昨年度は,フォトリソグラフィ技術を用いて石英ガラス平板上に微小流路を作成し,血球の変形,流動を観察するシステムを構築した.本システムにおいて,流路は,便宜的に,6μm間隔で一列に並んだ円柱の隙間とし,その隙間を流れる血球の様子を光学顕微鏡に取り付けられたビデオカメラで撮影した.しかし,本流路では,血球に規定圧力差を掛けることが困難であり,また,シールに用いたシリコンゴムの弾性変形によって流路面積が変化する等の問題が見られた.そこで,本年度は,ガラスに対する自己吸着性のあるPDMSを使用した流路を考案した.また,流路形状も見直し,流路を一本化した.さらに,これまでは血球駆動にシリンジポンプを使用していたが,血球に規定圧力差を掛けるために,流路の上流,下流にタンクを設置し,その水頭差で血球を駆動した.しかし,現時点では,PDMSの自己吸着力が予定よりも低いため,漏れを防ぐ治具を考案中である.また,毛細血管ネットワークにおける好中球流動のシミュレーションモデルを構築し,格子状ネットワークにおける好中球の流動特性を数値的に解析した.そして,血球の物性や血管形状による血球のネットワーク通過時間の変化および濃度上昇を示した.