教員・研究者紹介

白井 敦

白井 敦
教授/ロボティクス学科長
所属 工学部 ロボティクス学科
システム工学研究科
次世代基盤技術研究所
学位 博士(工学)
専門 流体工学
ジャンル 科学・技術/物理学
コメント 工学的な観点からの血液の流動現象。とくに、毛細血管をはじめとする微小な血管内における血流と、赤血球のような血球の挙動。
リサーチマップ https://researchmap.jp/a_shirai

高校生の方へ 研究室紹介

血流現象を解明し健康社会の実現を目指す。

複雑な血液流動の解析を通して、循環器疾患の機序解明や新たな医療機器の開発を目指す研究を行っている。

学歴/経歴

学歴

  • - 1998年3月
    東北大学大学院 工学研究科
  • - 1993年3月
    東北大学 工学部

研究活動情報

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学), 流体工学

研究キーワード

補助人工心臓, 鏡療法, 数値解析, 毛細血管, 好中球

論文

  1. Influence on Measurement Signal by Pressure and Viscosity Changes of Fluid and Installation Condition of FBG Sensor Using Blood Flow Simulation Model
    Shouhei Koyama; Toshiyuki Hayase; Suguru Miyauchi; Atsushi Shirai; Shun Chino; Yuki Haseda; Hiroaki Ishizawa
    IEEE Sensors Journal  19  (24)  11946-11954  2019年12月15日  [査読有り]
  2. Modeling of alveolar microcirculation for passage of neutrophils
    Atsushi Shirai
    Proc. 15th international Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)  638-639  2018年11月  [招待有り]
  3. Elucidation of mechanism of Fiber Bragg Grating vital sensing by Ultrasonic-Measurement-Integrated simulation: Flow analysis in ultrasound flow phantom
    Suguru Miyauchi; Toshiyuki hayase; Kosuke Inoue; Toshiyuki Ogasawara; Tatsuya Tsuboi; Atsushi Shirai; Shun Chino; Shouhei Koyama; Hiroaki Ishizawa
    Proc. 15th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2018)  602-603  2018年11月 

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講演・口頭発表等

  1. 大動脈弁を模擬した逆止弁を有する振動型血液ポンプの開発(圧力-流量特性の計測) , 笠松諒; 畑本宗一郎; 白井敦 , 日本機械学会第33回バイオフロンティア講演会 , 2022年12月18日
  2. 幻肢痛低減や運動機能回復への適用を目指したWebカメラを用いる安価な改良型鏡療法 , 白井敦 , 2021年度第1回ヘルスケア・医療福祉事業化交流会 , 2021年7月16日
  3. 大動脈弁を模擬した逆止弁を有する振動型血液ポンプの開発(逆止弁の試作および揚液効果の確認) , 三浦紘; 白井敦 , 日本機械学会第31回バイオフロンティア講演会 , 2020年12月13日

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MISC

  1. 2E25 バブルメッシュ法を用いた肺毛細血管網モデル構築に関する基礎的検討 : 節点サイズが毛細血管長に与える影響 , 山田 健太郎; 白井 敦 , バイオエンジニアリング講演会講演論文集 , 2016 , 28 , "2E25 , 1"-"2E25-5" , 2016年1月9日
    概要:Objective of this study is to develop a realistic pulmonary capillary network model at which capillaries form a random and fine mesh having a range of the capillary length. For this objective, the authors presented a method to generate such a mesh based on the bubble mesh method which is a mesh-generation technique for the finite element method. The presented method introduces some irregular type of circular nodes in addition to the ordinary circular nodes of the bubble mesh method to give a variety to the node radius, and the capillary network is generated by the Voronoi tessellation of the nodes. In this study, two-dimensional capillary networks were examined to generate for investigation of contributions of characteristics of the irregular nodes, variation of their radius and their concentration to the variation of the capillary length. Consequently, it was shown that the presented method generated a random network and the variation could be changed by those parameters. It was found, however, that too much wide variation of the radius of the irregular nodes declined mean capillary length due to limitation of number of surrounding nodes in packing them in the domain.
  2. F051001 傾斜遠心力場における血球の挙動解析 , 白井 敦 , 年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan , 2015 , "F051001 , 1"-"F051001-5" , 2015年9月13日
    概要:Rolling of neutrophils on vessel wall of post-capillary venules is the earliest event of a cascade of a multistep process of extravasation for the host defense. Since this rolling is considered to be a trigger to initiate the subsequent extravasation process, numerous in vitro studies have been performed on their rolling characteristics using parallel flow chambers mainly focusing on contribution of binding of adhesion molecules on neutrophils and endothelial cells to their behavior. In addition to the binding of the molecules, axially aggregated red blood cells in the vessels are thought to help the neutrophils to be marginated to the vessel wall. Though the pressing force applied to the cells on the vessel wall could enhance possibility of the bond formation of the molecules, the parallel flow camber cannot apply such a force to the cells in the experiment. In this paper, a homemade inclined centrifuge microscope system was introduced. Mechanism of the system to apply a pressing force to the cells was briefly explained. Then, some experimental results of rolling characteristics of HL-60 cell line, which is a well-known model cell of neutrophils, on various types of substrate under the pressing forces were shown.
  3. 1D43 傾斜遠心力場における赤血球と内皮細胞との力学的相互作用の解明 : 相互作用モデルの物理的解釈(OS3-2:血球運動のバイオメカニクス(2)) , 八柳 暁; 早瀬 敏幸; 船本 健一; 井上 浩介; 白井 敦 , バイオエンジニアリング講演会講演論文集 , 2015 , 27 , 171 , 172 , 2015年1月8日

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産業財産権

  1. 連続血圧測定システム、連続血圧測定方法、連続血圧測定プログラムおよび、連続血圧測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 , 白井敦, 早瀬敏幸 , 特許5750805
  2. 血管固さ評価装置、血管固さ評価方法、血管固さ評価プログラムおよび血管固さ評価プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 , 白井敦, 中西勉, 松野史子, 早瀬敏幸 , 特許5751540
  3. 血流可視化診断装置 , 早瀬敏幸, 船本健一, 白井敦, 山家智之, 西條芳文 , 特許4269623

受賞

  1. 2007年4月, (一社)日本機械学会, 日本機械学会賞(論文)
  2. 2002年3月, (財)トーキン科学技術振興財団, (財)トーキン科学技術振興財団 第12回(平成13年度)研究奨励賞

共同研究・競争的資金等の研究課題

  1. 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 大動脈弁を模擬した逆止弁を有する拍動流型VADの開発に関する実験的研究 , 近畿大学
  2. 日本学術振興会, 平成29年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成金) 基盤研究(C), 血管内皮の表面幾何形状が好中球のローリング挙動に与える影響に関する実験的研究
  3. 日本学術振興会, 平成27年度学術研究助成基金助成金 基盤研究(B), 好中球ネットーシス上のマイクロ血栓形成メカニズム解明とARDS治療法開発

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