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木村研の研究テーマ　毎年大きく変化します

● イオントフォレーシスによるインスリン投与法の開発（卒業研究）

● 歯科用チタンインプラントの表面改質の最適化（卒業研究）

● 電界紡糸スキャホールドへの超音波照射の効果（卒業研究）

● 鼻腔内の流体解析（卒業研究）

● 過冷却による細胞保存法の開発（修士研究）

● プラズマメスの開発（修士研究）

● ３次元組織培養による薬物毒性評価法の開発（修士研究）

再生医療

移植医療

保存 培養 （保存）

ドナーから臓器摘出

輸送（保存）

移植

皮膚採取

核磁気共鳴を用いた過冷却による細胞保存法の開発（修士研究）

細胞の代謝を下げたい

細胞を凍らせたくない

技術的矛盾 過冷却による保

存

氷の結晶によって細胞が破壊される

目的

過冷却現象に核磁気共鳴反応を応用することで、

安定した過冷却を起こすための条件を最適化

(a) 外部静磁場が無いとき (b) 外部静磁場が存在するとき

外部静磁場による磁気モーメントの変化

外部磁場

H 原子の核スピン

NMR (nuclear magnetic resonance )

外部静磁場が存在するとき

エネルギーレベル

高い

低い

NMR (nuclear magnetic resonance )

エネルギーレベル

高い

低い

エネルギーレベル

高い

低い

共振電磁波

xy

z

xy

z

NMR (nuclear magnetic resonance )

ラーモアの式 Bf

水素原子核スピンの歳差運動

BF (Hz)

　：共鳴周波数（歳差運動周期）　 Hz　：回転磁気比　 4257 Hz/G　：静磁場磁束密度　 G

2１

5

3

6

41. 発振器2. 交流磁場アンプ3 ．交流磁場コイル4 ．サンプル5 ．温度センサ6 ．冷凍庫

NMR (nuclear magnetic resonance )

1.33 kHz

地磁気（ 0.3 G ）に対する過冷却現象

ラーモア周波数に相当する 1.33 kHz の交流磁場印加時にピークが得られた

核磁気共鳴反応を確認

1.33 kHz( 磁気シールド )0 kHz

1.33 kHz

1. 発振器2. 交流磁場アンプ3 ．静磁場コイル4 ．交流磁場コイル5 ．サンプル6 ．直流電源7 ．冷凍庫8 ．温度センサ

2１

8

4

57

6 3

外部静磁場（ 0.5G ～４ G ）に対する過冷却現象

3.0G の静磁場における過冷却

１２．７ kHz

3.0 G に対するラーモア周波数（理論値）は12.8 kHz

3.0G の外部静磁場において核磁気共鳴反応が確認できた

核磁気共鳴により、過冷却の促進が確認できた

0.3G ～ 4.0G の静磁場に対応するラーモア周波数の交流磁場を印加

0.3G 4.0G

骨芽細胞の過冷却 静磁場 0.5G 　交流磁場　 2.1kHz 1.5G6000 秒後にショックを印加して凍結させた

骨芽細胞の過冷却 静磁場 0.5G 　交流磁場　 2.1kHz 1.5G冷却中に取り出し

条件 生存率[%]

室温 83.3凍結 20.0

過冷却 95.9

0.5G での骨芽細胞懸濁液の過冷却保存（ 1 時間）

ソーセージ片の過冷却 静磁場 0.5G 　交流磁場　 2.1kHz 1.5G2600 秒後にショックを印加して凍結させた

ソーセージ片の過冷却

未処理　　　　　　超親水化

未処理　　　　　　　超親水化

側面から観察→

●歯科材料であるチタンインプラントに紫外線や陽極酸化（電気分解）を施すと、　 その表面の水に対する接触角が激減し、骨との接着性が高まる。●チタン表面の超親水化に対する、紫外線や陽極酸化の最適条件を見出すこと　 を目的とする 。

歯科用チタンインプラントの表面改質の最適化（卒業研究）

←上か ら観察

イオントフォレーシスによるインスリン投与法の開発（卒業研究）

皮膚に電流を流してインスリンを投与する方法を開発する

エンハンサーとしての脂肪酸がキーポイント

（１）超親水化による水の接触角の計測（２）鼻腔の気流抵抗計測（３）過冷却現象の計測

仮配属中の活動予定

課題 ( 木村分）

鼻の中央に、左右の鼻の穴を分けている「鼻中隔」がある。鼻中隔が湾曲すると、鼻腔内を通過するガスの抵抗が大きくなることが医学的には 常識となっている。しかしながら、流体工学的には 異論がある。鼻腔内を下のような単純化したモデルとし、それぞれのモデルに 500mL/s の定常流量で室温の空気が流れたときの圧力損失を推算し、両者のモデルでの値を比較および考察せよ。圧力損失の算出には、 fanning の式を使用し、摩擦係数は、 0.01一定とする。また、流路形状の補正には相当直径を使用せよ。

用　　紙：　所定のＡ４用紙１枚以内提出場所：化学工学コース事務室

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1cm

3cm

1cm

10cm

0.5cm

3cm

1.5cm

10cm

正常モデル 湾曲症モデル