人工の毛細血管を作ることで、生体システムを解明！

小さいものをつかむだけがナノテクじゃない

マイクロ、ナノと呼ばれる極小の世界を操作・解析できるさまざまな技術が開発されてきました。その中には「ナノマイクロデバイス」と呼ばれるものの研究があります。そこでは細胞などとても小さいものをピンセットのようにつまんで調べる装置の開発や、髪の毛の20分の1の太さである毛細血管を人工的に作成するといった研究も行われています。人工の毛細血管であれば、そこに血流を通し、赤血球が血管内を流れる様子を詳細に観察することができます。どういう状況だと血流は通りにくいのかなどを調べることで、実際の血栓などの症状の解明に役立つのです。

光を使った版画の技術

同様のナノマイクロデバイスとしては、蚊が血を吸う針と同じ太さの針を人工的に作り出すことが可能となっています。先端の太さは0.001mm以下です。このような構造を作るには、フォトリソグラフィーという技術が使用されています。これは、アナログ写真で印画紙に画像を焼き付ける原理と同じで、光を当てて基板の上に特定の構造を焼き付けるもので、いわば「光を使った版画」です。

生体を模すと、生体が見えてくる

人工血管を使用した実験の中では、思わぬ発見もありました。血管内で赤血球を動かないようにある程度の時間捕まえておくと、赤血球の色が劇的に変化するという現象が観測されたのです。つまり、時間的・物理的負荷によって、赤血球に変化が生じるということです。色の変化は顕微鏡で確認できるため、病気の早期発見など診断への応用が期待できます。
また、花粉によって受精する植物では、めしべに花粉が付くと、そこから花粉管という細い管が伸びてめしべの中へ入り込み、受精が実現します。毛細血管同様、花粉管を人工的に作ることで、植物の受精のメカニズムを解き明かす研究も進められています。
ナノテクノロジーで生体を模した構造を作ることで生体システムを解明する研究は、医学や農業など、幅広い分野への貢献が期待されています。

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先生情報 / 大学情報

防衛大学校システム工学群機械システム工学科准教授洞出光洋先生

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機械工学、生物工学

先生が目指すSDGs

メッセージ

子どもの頃から電車が好きだったので、電車を作る人になりたいと思って機械工学を学びました。大学の先生になりたいと考えるようになったのは大学に入学してからのことで、大学でのさまざまな学びや出会いが今の私の研究につながっています。何か面白い研究をやっている大学はないかな、という観点で進路を選ぶのも、1つの考え方だと思います。あなたもあなた自身が面白いと思う研究を見つけてみてはいかがでしょうか。本校には、レベルの高い研究を手がけている先生がたくさんいます。

先生への質問

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