血沈現象の計算力学解析に基づく新しい血液検査チップの開発

基于血沉现象计算动力学分析的新型血液检测芯片的研制

• 批准号: 14J04025
• 负责人: 松永 大樹
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04025/
• 关键词: 赤血球; 沈降速度; 連銭; 境界要素法; GPU

1．「赤血球一体の再配向現象」の報告　Saarland大学Wagner教授との共同研究である「赤血球一体の再配向現象」についてその結果を学術誌に投稿したが，現在は査読結果に基づいて論文を修正している段階である．2． 二体の赤血球・球体カプセルの沈降現象　希薄化させた小さな赤血球体積率下でも二体の赤血球の連銭が確認できることが実験で知られている．二体の赤血球接着は血漿高分子により近距離の引力によって引き起こされることが知られているが，遠く離れた二つの血球細胞が近づくメカニズムは流体力学的作用であると考えられる．本課題では二つの水平に並んだカプセルが接近するか離れるかはカプセルのアスペクト比が大きく要因であること明らかにし，アスペクト比が小さいカプセルほどお互いに接近する一方で，大きいカプセルほどお互いに遠ざけあうことがわかった．一方で上下に並んだカプセルではアスペクト比に依存せず互いに接近する速度を持ち，最終的には接着に至ることを解明した．従って現在までの結果を総合すると，赤血球二体の連銭は上下に並んだ二体の赤血球の速度差によって接着の形成に至ったと結論付けられる．3． 血液（カプセル懸濁液）の粘弾性応答　また研究計画を越える範囲であるが，本課題では血液の粘弾性応答についての数値解析も実施した．赤血球をはじめとするカプセルは弾性体としての性質を持っているため，血液のようなカプセル懸濁液は粘弾性体として見做すことができる．本課題では懸濁液のカプセルの体積率が変化したときにその応答の位相がどのように変化するか，その詳細を解析した．本解析ではSAOSからLAOSまで広い領域で解析を実施したが，おおよそ全ての歪み，キャピラリー数において，体積率に対してほぼ線形に粘性応力応答の位相が弾性側へとシフトすることが明らかとなった．

1。关于“红细胞的重新连接现象”的报告 - 我已将结果提交了有关“红细胞的重新连接现象”的学术期刊，这是与萨尔兰大学瓦格纳教授的联合研究项目，但我目前正在审查论文的过程中。 2。两个红细胞和球胶囊的沉淀 - 从实验中知道，即使在小的，稀释的红细胞体积分数下，也可以确认两个红细胞的延续。众所周知，两个红细胞粘附是由血浆聚合物短距离吸引引起的，但是将两个遥远的血细胞接近的机制被认为是流体动力效应。在这个主题中，据表明，胶囊的纵横比是两个水平排列的胶囊接近还是分开的主要因素，而较小的纵横比相互接近，但较大的胶囊彼此移开。另一方面，我们发现在上方和下方排列的胶囊具有相互接近的速度，而不必依赖纵横比，最终导致粘附。因此，总结到今天的结果，可以得出结论，两个红细胞之间的连续硬币是由在粘附形成上方和下方排列的两个红细胞之间速度差异引起的。 3。血液（胶囊悬浮液）的粘弹性反应，尽管它超过了研究计划，但该主题也对血液的粘弹性反应进行了数值分析。胶囊（例如红细胞）具有弹性物体的特性，因此胶囊悬浮液（例如血液）可以视为粘弹性物体。在这项工作中，我们分析了当悬架中胶囊的体积分数发生变化时，响应阶段的详细信息如何变化。在此分析中，我们进行了从SAO到老挝的广泛区域，并且发现粘性应力响应的相几乎线性地向大约所有毛细血管菌株和数量的体积分数线性地移动。

项目成果

物性の異なるカプセルを混合した懸濁液の数値解析

含有不同物理性质的胶囊的悬浮液的数值分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 伊藤広樹;今井陽介;松永大樹;大森俊宏;山口隆美;石川拓司
• 通讯作者: 石川拓司

遊泳微生物の変形シミュレーション

游泳微生物变形模拟

• 发表时间: 2015
• 作者: 田中智之;松永大樹;今井陽介;大森俊宏;石川拓司
• 通讯作者: 石川拓司

Orientation angle of a single red blood cell during sedimentation

单个红细胞沉降过程中的定向角

• 发表时间: 2015
• 作者: Daiki Matsunaga;Yohsuke Imai;Christian Wagner;Takuji Ishikawa
• 通讯作者: Takuji Ishikawa

沈降赤血球の再配向現象に関する数値解析

沉降红细胞重新定向现象的数值分析

• 发表时间: 2016
• 作者: Yuki Ueda;Shintaro Morisada;Hidetaka Kawakita;Keisuke Ohto;松永大樹，今井陽介，Christian Wagner，石川拓司
• 通讯作者: 松永大樹，今井陽介，Christian Wagner，石川拓司

H. Ito, Y. Imai, D. Matsunaga, T. Ishikawa, T. Yamaguchi

H.伊藤、Y.今井、D.松永、T.石川、T.山口

• 发表时间: 2014
• 作者: 岡田孝春;宇都甲一郎;青柳隆夫;荏原充宏;Numerical analysis of capsule suspensions containing two different size capsules
• 通讯作者: Numerical analysis of capsule suspensions containing two different size capsules