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大学編

NO.173
2.3 機能加工 2.3.1 バイオ加工・バイオミメテックス加工
研究者名 小林 俊一
所属 信州大学 繊維学部 機能機械学科 繊維機械力学 助手
研究テーマ 繊維系材料によるバイオミメテックス機能開発
概要(文献3)

1.繊毛、鞭毛を規範としたアクチュエータの開発

繊維状再生筋アクトミオシンゲル
繊維状再生筋アクトミオシンゲル
繊毛/鞭毛を規範としたアクチュエータの開発
繊毛/鞭毛を規範とした
アクチュエータの開発

真核生物の繊毛・鞭毛は、共通の内部構造を持っており、周囲に9本、中心に2本の細長い微小管がある。周囲の微小管にはダイニンという運動蛋白質が附随しており、ダイニンが隣の微小管を滑らせることによって屈曲運動が発生する。本研究ではこのメカニズムを模倣した新しい人工アクチュエータのシステムを考案・開発することを目的とする。

この人工アクチュエータは、生物の繊毛や鞭毛の運動環境である、流体の粘性力が運動の慣性力よりも大きな、「低レイノルズ数領域」における推進機構として有効であると考えている。そのため、本年度は数値流体計算によって流体の粘性力が推進に及ぼす影響について機構表面の状態を考慮して検討を行った。また、繊毛の特徴的な動きである、「有効打」と「回復打」を再現する、可変剛性フインと基部のモータによる推進機構を検討しているが、昨年度から着手したイオン伝導性高分子(ICPF)による可変剛性フィンを用いたゾウリムシ型の水中推進機構を開発してきた、本年度はフィンを改善して推力増加を図った。


2.血管病変部を模擬する人工代替物を用いた血流−血管病変部間力学的相互作用の解明

脳血管障害と心臓病は、ともにその多くがいわゆる粥状動脈硬化症を基礎疾患とするものであり、粥状動脈硬化症は社会的重要度が高い解決すべき疾患である。粥状動脈硬化症では、血管内で発生したプラークが突然破裂して血液の固まりである血栓を作る引き金となり、その血栓が血管を閉塞する危険性が高い。また、剥離したプラークや血栓が抹消に流れて細い血管を閉塞する危険性もある。そこで本研究では、プラークにかかる力学的作用を人工代替物でモデル化して実験的に解析する。また、数値計算によっても解析し、実験では困難な条件で解析する。



キーワード バイオミメティクス・バイオメカニクス