熱流体機械の最適化設計手法の開発
熱流体機械を対象として数値流体力学（CFD)による最適化フレームワークを適用します。設計パラメータの最適な組み合わせを迅速に見つけ出す手法を提案します。手法の検証には3Dプリンタを用いて熱流体機械を製作し、性能試験、各種物理量の計測や流れの可視化を行い、現象や勘所を平易に解説します。
医療用素材の中で特に移植や生体と接触する生体材料において、動物の組織を利用するための加工技術として脱細胞化技術が近年注目されています。脱細胞化された生体組織は様々な場所で用いられています。加えて、組織の保存法やこの組織を異所性に用いることで得られる有効性などを引き出すための組織の加工技術など周辺技術の開発もまた盛んにおこなわれております。
当研究室の主となる生体由来素材の加工技術として組織から免疫源となる細胞を除去する脱細胞化技術は、海外では界面活性剤を用いた手法が一般的ですが、細胞以外の部分にも影響を及ぼすため、現在においても最適な手法が検討されています。我々が開発した物理的に処理する方法では、細胞外マトリクスへの影響を大幅に抑制しつつ細胞を除去することが可能です。また、周辺技術として、生体組織の保存技術にも取り組んでいます。生体組織の保存技術は、一般的には溶液保存もしくは濡れ状態の保存が一般的ですが、保存期間が短期であることが欠点として存在しています。我々は、食品技術で用いられている凍結乾燥技術を応用して、生体由来材料の長期保存を可能にしました。
頸動脈の脱細胞化処理
左側（上）：未処置の頸動脈 3㎜～6㎜程の分枝の無い血管
左側（下）：組織染色（HE染色）では、血管組織構造となるコラーゲンやエラスチンの部位（ピンク色）とそれらを構築するために必要な細胞（青部分：細胞核）が確認できる。
右側（上）：脱細胞化処置後の頸動脈 脱細胞化処理後においても血管の構造は維持され、管腔構造を維持している。
右側（下）：HE染色像では、血管組織構造となるピンク色部分は処理後においても維持されており、免疫源となる細胞部分（青色）のみ組織から除去されている。
組織の凍結保存方法
上段：一般的な保存方法として用いられる溶液保存を行うと、組織内に水分が進入し、長期間の保存においては組織構造の変化や機能を失うことがある。
下段：組織の保存法として、凍結乾燥技術を応用すると、特殊な保存器機を用いずとも簡便な方法で長期的な保存を可能とし、また組織の機能も維持可能であった。
[ 特長 ]
現在、主に使われている既存技術では困難であったウイルス除去等の安全性付与や生物由来組織では課題克服が困難である長期保存性について克服できる可能性があります。
- 作製した材料に残存する界面活性剤による毒性を限りなく低くできる。
- 生物に元々存在する内在性ウイルスを除去することが可能である。
- 処理の影響による組織の構造破壊を防ぐことができる。
- 組織の保存に関して，簡便で長期の保存が可能である。
特許
特願２００２-２６４４７０
特願２００７ – ２１０７９９
特願２００９-０７７３８４
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