江田 廉, 澤口 冬威, 宮澤 慎也, 保坂 直斗, 小野木 真哉, 望月 剛, 桝田 晃司

Ren KODA, Toi SAWAGUCHI, Shinya MIYAZAWA, Naoto HOSAKA, Shinya ONOGI, Takashi MOCHIZUKI, Kohji MASUDA

東京農工大学大学院生物システム応用科学府

Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo Univ. of Agriculture and Technology

キーワード :

【はじめに】
これまで我々は，単純な構造の人工血管において音波照射による能動的な気泡の動態制御に関する研究を行ってきた［1］．しかしながら，気泡制御に集束型の単板振動子を使用していたため，臓器内の血管構造が分岐を繰り返す複雑な構造をしている場合，1経路以上で同時に捕捉を行うことは不可能であった．今回はアレイ型トランスデューサを用いて複数個所を同時に捕捉することを目的に，焦点形成位置を時間的に切り替えることを検討した．
【実験】
本実験では，気泡の捕捉のための2次元アレイトランスデューサと人工血管として臓器内の毛細血管を模擬した超音波透過性の高いPVAハイドロゲル材質の多分岐流路を用意した．構築した実験系の模式図を示す．F-04Eマイクロバブルの懸濁液を流速40 mm/secで人工血管内に流し，血管径が0.5 mmの最小血管部位に対し焦点の形成位置を4経路上で切り替えた．4か所の焦点形成位置において，最大音圧約200 kPa-pp，中心周波数1 MHz，バースト幅0.25 msecの音波を1 msec間隔で各焦点に切り替えて照射した．その時の微小気泡群の挙動をマイクロスコープを用いて観測し，焦点形成位置の切り替えによる4経路での同時捕捉を行った．
【結果およびまとめ】
血管径の最小部において流れる微小気泡に切り替え照射した場合，4径路それぞれで気泡が捕捉される様子を観測した．焦点を各径路に重ねるようにそれぞれ形成し，血管壁に押し付けることで，広範囲にわたって気泡を捕捉できることが分かった．このことから，臓器内血管に近い条件での気泡の捕捉制御が可能なことが示唆された．
【参考文献】
［1］Kohji Masuda, et al.: Japanese Journal of Applied Physics, Vol.50，07HF11，2011