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　細胞は我々の体, さらには地球上の動物や植物の主な構成材料である．様々な細胞を自在に組み合わせることができれば, 医療や製薬に役に立つモデル組織・臓器の構築のみならず, 生物の特性を利用したユニークなマテリアル, 素子を作り出すことが出来るかもしれない．また, 細胞の集合体からなる人工的な生命を構築するという野心にあふれた研究も可能となる．本稿では, このような挑戦の基盤となる「細胞同士を迅速に接着する技術」の開発について解説する．

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    Blood vessels are able to expand in order to let more blood .ow through them, as well as contract to help control the .ow of blood. Fluid-Structure Interaction (FSI) modeling simulates this process of expansion and contraction for more accurate results. The results of two analyses, namely the Fluid and FSI, are presented to compare a difference between the rigid and deformable walls, respectively. In the FSI analysis, strong coupling method (direct method) is used to solve the fundamental descretized equations to satisfy the geometrical compatibility and the equilibrium conditions on the interface between the .uid, representing the blood .ow, and the hyper-elastic structure, representing the vascular tissue. A high order Mooney-Rivlin material is used to model the vascular tissue. Automatic mesh update method is adjusting the .uid mesh under the defor-mation of the structure domain along the time. Peripheral vessels network is applied as out.ow boundary condition to the 3D Fluid and FSI simulations. The peripheral network is modeled as a binary symmetric tree attached to the outlet(s) of the 3D model. The small arteries are modeled us-ing 1D scheme, while the arterioles and capilaries are modeled using the structure tree impedance (STI) model. The coupling of the 3D Fluid-Structure .nite element model and the multi-scale model (1D -0D) facilitates the use of more realistic boundary conditions leading to more accurate information on the hemodynamic factors, e.g. wall shear stress (WSS). As, for example, low den-sity lipoprotein tends to deposit in the areas of blood vessels with low WSS. The degeneration of blood vessel walls is often initiated by hemodynamic forces, thus it is valuable to obtain the infor-mation on these factors for accurate prevention and prognosis of diseases such as atherosclerosis or middle cerebral aneurysm. [This abstract is not included in the PDF]

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　インキュベーター内で細胞集団の培養と局所加熱が可能なマイクロヒーターデバイスをMEMSプロセスにより製作した．デバイス上の微小領域の温度を液中での蛍光温度計測と有限要素法による加熱シミュレーションにより比較し, 加えて, 赤外線熱顕微鏡によりその過度現象を計測した．細胞の加熱実験では, 細胞をデバイス上で培養し, 加熱を行った．その結果, 単一細胞レベルでの熱ショック応答の誘導の可能性に加え, これまで確認されていなかった細胞間コミュニケーションによる熱ショックタンパク質の発現についても確認する事が出来る可能性が示された．［本要旨はPDFには含まれない］

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　生体の劣化に関わる耐乾燥・凍結特性を予測・制御することを目的として，これらの性質を左右する結合水を誘電緩和分光により定量的に把握することを試みた．即ち，種々の含水率のゼラチンゲルの誘電分散より算出される誘電強度，結合水率，結合水の緩和時間分布と，同じ試料について水分活性計で測定した水分活性や走査示差熱量測定で測定した凍結率の比較をおこなった．その結果，ゼラチンゲル中に純水の10~100倍程度の緩和時間をもつ結合水が観測された．［本要旨はPDFには含まれない］

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　本研究では，人工細胞膜（脂質二重膜）を安定に形成し，またその膜に再構成した膜タンパク質に対して電気生理学的な計測による機能解析が可能なMEMSデバイスを提案した．マイクロ流路の側面にマイクロチャンバーが配列したデバイスにおいては，流路に水溶液と脂質を分散した溶媒とを交互に導入することで人工の脂質二重膜をチャンバーの開口部分に形成することができる．そこで，チャンバー部分に金パターニングを行い，外部との電気的な接続を行うことで形成された膜に対する電気的な計測ができるデバイスを考案した．さらに，形成した膜の経時安定性を高めるため，デバイスの材料としてガラスを採用し，ガラスマイクロ流路デバイスを作製した．本デバイスの実用化により，創薬に深く関わる膜タンパク質の機能計測や解析の低コスト化・ハイスループット化への貢献が期待できる．［本要旨はPDFには含まれない］

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　本研究解説では, 数理モデルを用いた造血幹細胞に対する研究についてレビューする．造血系の恒常性破綻による疾患もしくは幹細胞移植に対する理論研究を取り上げ, そこで用いられている造血幹細胞の自己複製と分化のダイナミクスを記述した数理モデルを紹介する．最後に, 再生医療および癌の治療に対する数理研究の応用可能性について議論する．

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