2026/06/26 更新

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タケイシ ナオキ
武石 直樹
TAKEISHI NAOKI
所属
工学研究院 機械工学部門 准教授
工学府 機械工学専攻(併任)
工学部 機械工学科(併任)
職名
准教授

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

  • ライフサイエンス / 生体医工学

学位

  • 博士(医工学) ( 2016年3月 東北大学 )

経歴

  • 九州大学 大学院工学研究院 准教授 

    2024年5月 - 現在

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  • 京都工芸繊維大学 機械工学系 准教授 

    2023年4月 - 2024年5月

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    国名:日本国

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  • 大阪大学 大学院基礎工学研究科 招へい准教授 

    2023年4月 - 2024年4月

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  • 大阪大学 基礎工学研究科 機能創成専攻  助教 

    2017年4月 - 2023年3月

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学歴

  • 東北大学   医工学研究科   医工学専攻

    - 2016年3月

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    国名:日本国

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  • 東北大学   医工学研究科   医工学専攻

    - 2013年3月

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    国名:日本国

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  • 静岡大学   工学部   機械工学科

    - 2011年3月

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    国名:日本国

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研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 計算バイオメカニクス

    研究キーワード: 計算バイオメカニクス

    研究期間: 2024年

  • 研究テーマ: バイオレオロジー

    研究キーワード: バイオレオロジー

    研究期間: 2024年

受賞

  • 日本機械学会賞(論文)

    2024年1月   日本機械学会  

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  • 2023年度日本流体力学会学会賞(竜門賞)

    2023年12月   日本流体力学会学  

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    自ら開発したGPU計算技法を駆使して、粘弾性体、特に赤血球の低レイノルズ数管内流れの挙動に関する詳細な数値シミュレーションを行い、生体内およびマイクロ流体デバイス内における細胞流動に関する力学と赤血球懸濁液のレオロジー動態を明らかにした。

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  • 日本バイオレオロジー学会奨励賞

    2023年6月   日本バイオレオロジー学会  

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  • 2022 JBSE Papers of the Year Award

    2023年6月   日本機械学会バイオエンジニアリング部門  

    Takaomi MORISHITA, Naoki TAKEISHI, Satoshi II, Shigeo WADA

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論文

  • Diffuse interface approach to oxygen transport and metabolism under blood flow dynamics in microcirculations 査読 国際誌

    Takeishi, N; Kobayashi, J; Wada, S; Ii, S

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER   266   128822 - 128822   2026年9月   ISSN:0017-9310 eISSN:1879-2189

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal of Heat and Mass Transfer  

    The relationship between the spatiotemporal distribution of oxygen transport and blood flow dynamics, accounting for the motion and deformation of individual red blood cells (RBCs), is of fundamental importance for understanding microcirculation systems. Three-dimensional (3D) modeling is indispensable for addressing complex oxygen transport and cellular behaviors in capillary networks; however, the computational approach is formidable for enforcing interface (or jump) conditions on largely moving and deforming interfaces. In this paper, we propose a diffuse interface approach for the oxygen transport using a mixture formulation. We formulate oxygen transport using an advection–diffusion–reaction equation and rewrite all governing equations in mixture forms using phase indicator functions, where all the interface conditions are included in the governing equations. This innovation avoids the complexity associated with discontinuities for largely moving interfaces in highly dense RBC conditions. We model cellular flow as a fluid–membrane interaction problem using the immersed boundary method (IBM). The method allows the seamless calculation of coupling problems for cellular flows and oxygen transports in the cytoplasm (internal fluid) of the RBC, plasma (external fluid), and tissue regions using a fixed Cartesian coordinate mesh. The proposed method accurately captures the analytical solution for spherically symmetric diffusion, and successfully demonstrates oxygen transport in both straight capillaries and their networks. These rigorous analyses suggest that RBCs can autonomously regulate the oxygen supply to tissues in response to the local tissue oxygenation level, resulting in the establishment of homogeneous tissue oxygenation.

    DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2026.128822

    Web of Science

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  • Inertial focusing of spherical capsule in pulsatile channel flows 招待 査読 国際共著 国際誌

    Takeishi, N; Ishimoto, K; Yokoyama, N; Rosti, ME

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   1008   2025年4月   ISSN:0022-1120 eISSN:1469-7645

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Fluid Mechanics  

    拍動流中における柔軟な粒子の局在化現象を発見した。

    DOI: 10.1017/jfm.2025.184

    Web of Science

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  • Numerical-experimental estimation of the deformability of human red blood cells from rheometrical data 査読 国際共著 国際誌

    Takeishi, N; Nishiyama, T; Nagaishi, K; Nashima, T; Sugihara-Seki, M

    JOURNAL OF RHEOLOGY   68 ( 6 )   837 - 848   2024年11月   ISSN:0148-6055 eISSN:1520-8516

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:Journal of Rheology  

    血液の物性から赤血球の変形能を推定することに成功した。

    DOI: 10.1122/8.0000877

    Web of Science

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  • Inertial migration of red blood cells under a Newtonian fluid in a circular channel 査読 国際共著 国際誌

    Naoki Takeishi, Hiroshi Yamashita, Toshihiro Omori, Naoto Yokoyama, Shigeo Wada, Masako Sugihara-Seki

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   952   2022年12月   ISSN:0022-1120 eISSN:1469-7645

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cambridge University Press (CUP)  

    We present a numerical analysis of the lateral movement and equilibrium radial positions of red blood cells (RBCs) with major diameter 8 $\mathrm {\mu }$m under a Newtonian fluid in a circular channel with 50 $\mathrm {\mu }$m diameter. Each RBC, modelled as a biconcave capsule whose membrane satisfies strain-hardening characteristics, is simulated for different Reynolds numbers $Re$ and capillary numbers $Ca$, the latter of which indicates the ratio of the fluid viscous force to the membrane elastic force. The effects of initial orientation angles and positions on the equilibrium radial position of an RBC centroid are also investigated. The numerical results show that depending on their initial orientations, RBCs have bistable flow modes, so-called rolling and tumbling motions. Most RBCs have a rolling motion. These stable modes are accompanied by different equilibrium radial positions, where tumbling RBCs are further away from the channel axis than rolling ones. The inertial migration of RBCs is achieved by alternating orientation angles, which are affected primarily by the initial orientation angles. Then the RBCs assume the aforementioned bistable modes during the migration, followed by further migration to the equilibrium radial position at much longer time periods. The power (or energy dissipation) associated with membrane deformations is introduced to quantify the state of membrane loads. The energy expenditures rely on stable flow modes, the equilibrium radial positions of RBC centroids, and the viscosity ratio between the internal and external fluids.

    DOI: 10.1017/jfm.2022.936

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  • Haemorheology in dilute, semi-dilute and dense suspensions of red blood cells 査読 国際共著

    Naoki Takeishi, Marco E Rosti, Yohsuke Imai, Shigeo Wada, Luca Brandt

    JOURNAL OF FLUID MECHANICS   872   818 - 848   2019年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1017/jfm.2019.393

  • Cell adhesion during bullet motion in capillaries 査読 国際共著

    Naoki Takeishi, Yohsuke Imai, Shunichi Ishida, Toshihiro Omori, Roger D Kamm, Takuji Ishikawa

    American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology   311 ( 2 )   H395 - H403   2016年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1152/ajpheart.00241.2016

  • Phase changes of the flow rate in the vertebral artery caused by debranching thoracic endovascular aortic repair: Effects of flow path and local vessel stiffness on vertebral arterial pulsation 査読 国際共著 国際誌

    Takeishi, N; Li, JL; Yokoyama, N; Goto, T; Tanaka, H; Miyagawa, S; Wada, S

    MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS   140   104348 - 104348   2025年6月   ISSN:1350-4533 eISSN:1873-4030

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Medical Engineering and Physics  

    Despite numerous studies on cerebral arterial blood flow, there has not yet been a comprehensive description of hemodynamics in patients undergoing debranching thoracic endovascular aortic repair (dTEVAR), a promising surgical option for aortic arch aneurysms. A phase delay of the flow rate in the left vertebral artery (LVA) in patients after dTEVAR compared to those before was experimentally observed, while the phase in the right vertebral artery (RVA) remained almost the same before and after surgery. Since this surgical intervention included stent graft implantation and extra-anatomical bypass, it was expected that the intracranial hemodynamic changes due to dTEVAR were coupled with fluid flow and pulse waves in cerebral arteries. To clarify this issue, a one-dimensional model (1D) was used to numerically investigate the relative contribution (i.e., local vessel stiffness and flow path changes) of the VA flow rate to the phase difference. The numerical results demonstrated a phase delay of flow rate in the LVA but not the RVA in postoperative patients undergoing dTEVAR relative to preoperative patients. The results further showed that the primary factor affecting the phase delay of the flow rate in the LVA after surgery compared to that before was the bypass, i.e., alteration of flow path, rather than stent grafting, i.e., the change in local vessel stiffness. The numerical results provide insights into hemodynamics in postoperative patients undergoing dTEVAR, as well as knowledge about therapeutic decisions.

    DOI: 10.1016/j.medengphy.2025.104348

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  • Spatiotemporal distribution of YAP and importin-β in nucleus and cytosol after wounding of adjacent cells 招待 査読 国際共著 国際誌

    Xiao, BY; Sasaki, S; Takeishi, N; Sera, T; Kudo, S

    IN VITRO CELLULAR & DEVELOPMENTAL BIOLOGY-ANIMAL   61 ( 6 )   712 - 728   2025年5月   ISSN:1071-2690 eISSN:1543-706X

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    担当区分:筆頭著者, 最終著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:In Vitro Cellular and Developmental Biology Animal  

    Yes-associated protein (YAP), an important downstream mediator of the Hippo pathway, exhibits nuclear translocation when it is dephosphorylated. However, its interplay with other intracellular substances has not yet been clarified. Here, we explored mechano-induced YAP nuclear translocations and its interplay with importin-β (Impβ), one of the nucleocytoplasmic transport receptors, through live imaging of the spatiotemporal distribution of intracellular YAP and Impβ following mechanical stimulation, represented by the release of intercellular tension. YAP nuclear translocation was impeded by inhibition of Impβ and F-actin polymerization. Specifically, inhibiting F-actin polymerization not only impeded the nuclear import of YAP but also prevented its translocation from the near regions, adjacent to the wounded cell, toward the nucleus. These results provide a fundamental basis for further research into mechanotransduction, particularly mechano-induced YAP translocation, and may potentially be exploited as a therapeutic target for wound healing.

    DOI: 10.1007/s11626-025-01054-x

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11626-025-01054-x/fulltext.html

  • Spatiotemporal distribution of PKCα, PIP3, Moesin, Cdc42, MARCKS, Scriblle, and Arf6 before directed cell migration in monolayers 査読 国際共著 国際誌

    Lu, QZ; Ushijima, K; Sasaki, S; Sera, T; Takeishi, N; Kudo, S

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   750   151371 - 151371   2025年3月   ISSN:0006-291X eISSN:1090-2104

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Biochemical and Biophysical Research Communications  

    Protein kinase Cα (PKCα) has an important role in directed cell migration. After a mechanical wounding, PKCα rapidly accumulates at cell edges adjacent to the wounded cell and regulates cell migration. However, the proteins downstream of PKCα that mediate directed signaling remain unknown. In this study, we examined the spatiotemporal dynamics of PKCα, PIP3, Moesin, Cdc42, MARCKS, Scribble, and Arf6 before directed migration. After wounding, PIP3, Moesin, and Cdc42 accumulated at the cell edge near the wounded cells later than PKCα. In contrast, MARCKS moved away from the plasma membrane without polarization, and Scribble and Arf6 exhibited no significant translocation. The inhibition of PIP3 suppressed the accumulation of Moesin and Cdc42, suggesting that PIP3 regulates Moesin and Cdc42. In particular, the inhibition of PKCα completely inhibited the translocation of all factors, indicating that PKCα is a central regulator in early signaling after wounding and before directional migration.

    DOI: 10.1016/j.bbrc.2025.151371

    Web of Science

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  • Construction of multilayered small intestine-like tissue by reproducing interstitial flow 査読 国際共著 国際誌

    Sayaka Deguchi, Kaori Kosugi, Naoki Takeishi, Yukio Watanabe, Shiho Morimoto, Ryosuke Negoro, Fuki Yokoi, Hiroki Futatsusako, May Nakajima-Koyama, Mio Iwasaki, Takuya Yamamoto, Yoshiya Kawaguchi, Yu-suke Torisawa, Kazuo Takayama

    Cell Stem Cell   31   1 - 12   2024年7月   ISSN:1934-5909

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    間質流を用いたヒトiPS/ES細胞由来小腸モデルの開発を、京都大学iPS細胞研究所との国内共同研究として達成した。

    DOI: 10.1016/j.stem.2024.06.012

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  • Numerical analysis of viscoelasticity of two-dimensional fluid membranes under oscillatory loadings 招待 査読 国際共著 国際誌

    Naoki Takeishi, Masaya Santo, Naoto Yokoyama, Shigeo Wada

    Results in Engineering   102304 - 102304   2024年5月   ISSN:2590-1230

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102304

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  • Viscoelasticity of suspension of red blood cells under oscillatory shear flow 査読 国際共著 国際誌

    Naoki Takeishi, Marco Edoardo Rosti, Naoto Yokoyama, Luca Brandt

    Physics of Fluids   36 ( 4 )   2024年4月   ISSN:1070-6631 eISSN:1089-7666

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    We present a numerical analysis of the rheology of a suspension of red blood cells (RBCs) for different volume fractions in a wall-bounded, effectively inertialess, small amplitude oscillatory shear (SAOS) flow for a wide range of applied frequencies. The RBCs are modeled as biconcave capsules, whose membrane is an isotropic and hyperelastic material following the Skalak constitutive law. The frequency-dependent viscoelasticity in the bulk suspension is quantified by the complex viscosity, defined by the amplitude of the particle shear stress and the phase difference between the stress and shear. SAOS flow basically impedes the deformation of individual RBCs as well as the magnitude of fluid-membrane interactions, resulting in a lower specific viscosity and first and second normal stress differences than in steady shear flow. Although it is known that the RBC deformation alone is sufficient to give rise to shear-thinning, our results show that the complex viscosity weakly depends on the frequency-modulated deformations or orientations of individual RBCs but rather depends on combinations of the frequency-dependent amplitude and phase difference. The effect of the viscosity ratio between the cytoplasm and plasma and of the capillary number is also assessed.

    DOI: 10.1063/5.0196272

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  • Microscale unorganized wrinkle topographies on biomaterial surfaces modulate cell migration 査読 国際共著 国際誌

    Saori Sasaki, Keita Eguchi, Ming Wei, Ryu Takahashi, Toshihiro Sera, Naoki Takeishi, Susumu Kudo

    Journal of Biorheology   38 ( 2 )   120 - 125   2024年   ISSN:18670466 eISSN:18670474

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:特定非営利活動法人 日本バイオレオロジー学会  

    Directional migration of eukaryotic cells results from an interplay between cell motility and environmental cues such as stiffness, roughness, and microtopological features of substrates. While the effects of aligned grooves on the substrate lithographically designed on active cell migration are well documented, the impact of unorganized and wrinkled substrates remains poorly understood. We investigated how microscale wrinkles on gelatin substrates regulate two-dimensional (2D) migration of immortalized human mesenchymal stem cells (iMSCs). We showed that there exists an optimal wrinkle size to enhance iMSC migration, where the iMSCs exhibited larger travel distance with moderate wrinkle size (30 μm) than shorter or larger wrinkle sizes (10 μm and 50 μm). These findings reveal a size-dependent effect of wrinkles on iMSC migration and provide insights into designing biomaterials to control stem cell behavior in regenerative medicine applications.

    DOI: 10.17106/jbr.38.120

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  • Quantification of membrane protein diffusion on endothelial cell surfaces under shear stress using a photochromic fluorescent protein 査読 国際共著 国際誌

    Naoto Kawasaki, Keita Hamasaki, Saori Sasaki, Naoki Takeishi, Susumu Kudo

    Journal of Biorheology   38 ( 2 )   88 - 93   2024年   ISSN:18670466 eISSN:18670474

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:特定非営利活動法人 日本バイオレオロジー学会  

    The fluidity of endothelial cell (EC) membranes, consisting of a lipid bilayer and heterogeneous multicom-ponent, undergoes alterations in response to shear stress. Although localized variations in membrane fluidity are assumed to induce region-specific signal transduction by modulating membrane protein dynamics on almost planar bilayers, membrane protein diffusion under shear stress remains uncertain. Hence, this study aimed to quantify membrane protein diffusion on ECs under fluid shear stress. We used the photochromic fluorescent protein Dronpa to tag a glycosylphosphatidylinositol-anchored protein (GPI-AP), which diffuses across the outer membranes, and quantified its surface diffusion based on the spatiotemporal distribution of Dronpa-Green-labeled GPI-AP (DGGPI-AP) on EC membranes. We developed an experimental platform to meas-ure the GPI-AP surface diffusion under fluid shear stress and quantified the diffusion coefficient of GPI-AP in two distinct membrane regions: upstream and downstream relative to the direction of fluid flow. Our experimental results showed that there were not statistically significant differ-ences in GPI-AP diffusion on EC membranes between the time points or between the upstream and downstream regions of ECs for at least 15 minutes under shear stress. Our developed methodology and experimental results will be useful to understand a relationship between the membrane protein diffusion and shear-induced cellular processes.

    DOI: 10.17106/jbr.38.88

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    CiNii Research

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  • Enhanced axial migration of a deformable capsule in pulsatile channel flows 招待 査読 国際共著 国際誌

    Naoki Takeishi, Marco Edoardo Rosti

    Physical Review Fluids   8 ( 6 )   2023年6月   eISSN:2469-990X

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Physical Society (APS)  

    DOI: 10.1103/physrevfluids.8.l061101

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    その他リンク: http://harvest.aps.org/v2/journals/articles/10.1103/PhysRevFluids.8.L061101/fulltext

  • Computational fluid dynamics assessment of congenital tracheal stenosis 招待 査読 国際共著 国際誌

    Keiichi Morita, Naoki Takeishi, Shigeo Wada, Tadashi Hatakeyama

    Pediatric Surgery International   2022年9月   eISSN:1437-9813

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s00383-022-05228-6

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s00383-022-05228-6/fulltext.html

  • Fluid dynamic assessment of positive end-expiratory pressure in a tracheostomy tube connector during respiration 査読 国際共著 国際誌

    Shiori Kageyama, Naoki Takeishi, Hiroki Taenaka, Takeshi Yoshida, Shigeo Wada

    Medical & Biological Engineering & Computing   60 ( 10 )   2981 - 2993   2022年8月   ISSN:0140-0118 eISSN:1741-0444

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s11517-022-02649-2

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11517-022-02649-2/fulltext.html

  • Airway performance in infants with congenital tracheal stenosis associated with unilateral pulmonary agenesis: effect of tracheal shape on energy flux 査読 国際共著 国際誌

    Shiori Kageyama, Naoki Takeishi, Naoki Harada, Kao Taniguchi, Keiichi Morita, Shigeo Wada

    Medical & Biological Engineering & Computing   60 ( 8 )   2335 - 2348   2022年6月   ISSN:0140-0118 eISSN:1741-0444

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s11517-022-02601-4

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11517-022-02601-4/fulltext.html

  • Assessment of cardiac function using the modified ejection fraction as an indicator of myocardial circumferential strain 査読 国際共著 国際誌

    Takaomi MORISHITA, Naoki TAKEISHI, Satoshi II, Shigeo WADA

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   2022年   eISSN:1880-9863

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Mechanical Engineers  

    DOI: 10.1299/jbse.22-00014

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  • Development of a mesoscopic framework spanning nanoscale protofibril dynamics to macro-scale fibrin clot formation 査読

    Naoki Takeishi, Taiki Shigematsu, Ryogo Enosaki, Shunichi Ishida, Satoshi Ii, Shigeo Wada

    Journal of the Royal Society Interface   18 ( 184 )   20210554   2021年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1098/rsif.2021.0554

  • Axial and Nonaxial Migration of Red Blood Cells in a Microtube 招待 査読

    Naoki Takeishi, Hiroshi Yamashita, Toshihiro Omori, Naoto Yokoyama, Masako Sugihara-Seki

    Micromachines   12 ( 10 )   1162   2021年9月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.3390/mi12101162

  • Cerebrospinal fluid flow driven by arterial pulsations in axisymmetric perivascular spaces: Analogy with Taylor’s swimming sheet 査読

    Naoto Yokoyama, Naoki Takeishi, Shigeo Wada

    Journal of Theoretical Biology   523   110709   2021年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2021.110709

  • Effects of Left Ventricular Hypertrophy and Myocardial Stiffness on Myocardial Strain Under Preserved Ejection Fraction 査読

    Takaomi Morishita, Naoki Takeishi, Satoshi Ii, Shigeo Wada

    Annals of Biomedical Engineering   49 ( 7 )   1670 - 1687   2021年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1007/s10439-020-02706-7

  • Fluid dynamic assessment of tracheal flow in infants with congenital tracheal stenosis before and after surgery 査読

    Naoki Takeishi, Tomohiro Miki, Tomohiro Otani, Satoshi Ii, Keiichi Morita, Shigeo Wada

    Medical & Biological Engineering & Computing   57 ( 4 )   837 - 847   2019年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1007/s11517-018-1928-7

  • Capture event of platelets by bolus flow of red blood cells in capillaries 招待 査読

    Naoki TAKEISHI, Yohsuke IMAI, Shigeo WADA

    Journal of Biomechanical Science and Engineering   14 ( 3 )   18-00535   2019年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1299/jbse.18-00535

  • Deformation of a red blood cell in a narrow rectangular microchannel 招待 査読

    Naoki Takeishi, Hiroaki Ito, Makoto Kaneko, Shigeo Wada

    Micromachines   10 ( 3 )   199   2019年3月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.3390/mi10030199

  • Capture of microparticles by bolus flow of red blood cells in capillaries 査読

    Naoki Takeishi, Yohsuke Imai

    Scientific Reports   7   5381   2017年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-017-05924-7

  • Flow of a circulating tumor cell and red blood cells in microvessels 査読

    Naoki Takeishi, Yohsuke Imai, Takami Yamaguchi, Takuji Ishikawa

    Physical Review E   92   063011   2015年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.92.063011

  • Leukocyte margination at arteriole shear rate 査読

    Naoki Takeishi, Yohsuke Imai, Keita Nakaaki, Takami Yamaguchi, Takuji Ishikawa

    Physiological Reports   2 ( 6 )   e12037   2014年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.14814/phy2.12037

  • 多孔質体都市モデルによる局地気象現象の新しい数値予測 査読

    桑原 不二朗, 武石 直樹

    日本機械学会論文集B編   77 ( 88 )   2181 - 2190   2011年11月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1299/kikaib.77.2181

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書籍等出版物

  • 医用工学ハンドブック 査読

    佐久間一郎, 秋吉一成, 津本浩平, 武石直樹, 和田成生(担当:分担執筆 範囲:第2編:医用工学の基礎知識/第3章:シミュレーション/4節:微小循環系のマルチスケールバイオメカニクス)

    エヌ・ティー・エス  2022年2月    ISBN:9784860437350

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    総ページ数:3 ,9, 475, 10p, 図版39p   記述言語:日本語  

    CiNii Books

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  • 医療に活かす生体医工学 査読

    担当:分担執筆 範囲:第2章:生体力学シミュレーション )

    コロナ社   2020年11月    ISBN:9784339072471

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    記述言語:日本語   著書種別:教科書・概説・概論

講演・口頭発表等

  • 単一および多体カプセルの流動に関する膜-流体連成解析 招待

    武石直樹

    日本流体力学会年会2024  2024年9月  日本流体力学会

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    開催年月日: 2024年9月 - 2025年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:宮城県仙台市   国名:日本国  

  • Suspension rheology of red blood cells under oscillatory shear flow 招待 国際共著 国際会議

    Naoki Takeishi, Marco E Rosti, Naoto Yokoyama, Shigeo Wada, Luca Brandt

    The 2nd Joint Meeting of The European Society for Clinical Hemorheology and Microcirculation, The international Society for Clinical Hemorheology, and The International Society of Biorheology  2021年7月  European Society for Clinical Hemorheology and Microcirculation, The international Society for Clinical Hemorheology, and The International Society of Biorheology

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    開催年月日: 2021年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Fukuoka   国名:日本国  

  • Cell adhesion during bullet and rolling motion in capillaries 招待 国際共著 国際会議

    8th World Congress of Biomechanics  2018年7月 

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    開催年月日: 2018年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Dublin   国名:アイルランド  

  • Control of capsule migration using pulsatile flow: a numerical analysis of a fluid-membrane interaction problem 招待

    武石直樹

    第11回理論応用力学シンポジウム  2026年3月  ⽇本学術会議機械⼯学委員会・総合⼯学委員会・⼟⽊⼯学・建築学委員会合同理論応⽤⼒学分科会

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    開催年月日: 2026年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Committee on Mechanical Engineering, Committee on General Engineering, Committee on Civil Engineering and Architecture, Science Council of Japan Joint Subcommittee on Theoretical and Applied Mechanics   国名:日本国  

  • FEM-LBM連成手法のカプセル振動流問題への応用と解析 招待

    武石直樹

    第40回LBM研究会  2025年6月 

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    開催年月日: 2025年6月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • 数値解析によるプロトフィブリルの構造化と物性の推定 招待

    武石直樹

    日本機械学会第37回バイオエンジニアリング講演会  2025年5月  日本機械学会バイオエンジニアリング部門

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:神奈川県横浜市   国名:日本国  

  • レオロジー動態に基づく単一赤血球の膜物性の推定 招待 国際共著

    武石直樹

    第27回複雑流体研究会  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:名古屋工業大学   国名:日本国  

  • Estimation of the deformability of human red blood cells from rheometrical data -Numerical-experimental integrated analysis- 招待 国際会議

    Naoki Takeishi, Tomohiro Nishiyama, Masako Sugihara-Seki

    JSME The 8th International Conference on Advanced Mechatronics  2024年11月 

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    開催年月日: 2024年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Kitakyushu International Conference Center   国名:日本国  

  • Numerical analysis of cellular flows spanning single red blood cell dynamics to bulk suspension rheology 招待 国際会議

    Naoki Takeishi

    ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference  2023年7月 

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    開催年月日: 2023年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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MISC

  • 単一および多体カプセルの流動に関する 膜-流体連成解析 招待 査読

    武石直樹

    ながれ   43 ( 2 )   109 - 114   2024年11月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

  • Key blood disease indicator can be estimated with rheological blood test data 査読

    Mara Johnson-Groh

    Scilight   2024 ( 39 )   2024年9月   eISSN:2572-7907

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:AIP Publishing  

    Estimation method allows red blood cell deformability to be determined from the viscosity of blood.

    DOI: 10.1063/10.0030396

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  • 単一および多体カプセルの流動に関する膜-流体連成解析 招待 査読

    武石直樹

    ながれ   43 ( 2 )   109 - 114   2024年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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  • The 3rd World Congress of ESCHM-ISCH-ISB2023

    武石直樹

    日本バイオレオロジー学会誌   38 ( 1 )   20 - 21   2024年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

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  • 脳と脳脊髄液の自動抽出・領域分割とAI-CAD

    山田茂樹, 山田茂樹, 山田茂樹, 伊藤広貴, 松政宏典, 伊井仁志, 前田修作, 武石直樹, 大谷智仁, 谷川元紀, 渡邉嘉之, 和田成生, 大島まり, 間瀬光人

    日本生体医工学会大会プログラム・抄録集(Web)   62nd   2023年

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  • 深層学習を用いた3次元MRIからのDESH自動検出と領域抽出

    山田茂樹, 山田茂樹, 山田茂樹, 伊藤広貴, 松政宏典, 伊井仁志, 前田修作, 武石直樹, 大谷智仁, 谷川元紀, 渡邉嘉之, 和田成生, 大島まり, 間瀬光人

    日本脳ドック学会総会プログラム・抄録集   32nd   2023年

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  • Editorial for the Special Issue on Advances in Microfluidics for Quantifying Cell Mechanics and Biotransport 査読

    Hiroaki Ito, Naoki Takeishi

    Micromachines   13 ( 7 )   1127 - 1127   2022年7月   eISSN:2072-666X

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    記述言語:英語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Microfluidics is a powerful tool to precisely control fluids as well as to manipulate suspended small particles in a micrometer-sized space [...]

    DOI: 10.3390/mi13071127

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  • Intra-Voxel Incoherent Motion(IVIM)MRIによる微細なCSF動態の可視化

    山田茂樹, 渡邉嘉之, 平塚真之輔, 吉村雅寛, 石川正恒, 武石直樹, 大谷智仁, 和田成生, 大島まり, 野崎和彦

    日本正常圧水頭症学会プログラム・抄録集   23rd   2022年

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産業財産権

特許権   出願件数: 1件   登録件数: 0件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • 分子生物学会

    2026年2月 - 現在

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  • 日本バイオレオロジー学会

    2022年5月 - 現在

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  • アメリカ物理学協会

    2016年11月 - 現在

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  • 日本流体力学会

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  • 日本機械学会

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委員歴

  • 日本流体力学会   第33期代議員  

    2025年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  • 基本機械学会バイオエンジニアリング部門   代議員  

    2025年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  • 日本機械学会バイオエンジニアリング部門   Journal of Biomechanical Science and Engineering, Editor  

    2025年4月 - 現在   

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  • 日本流体力学会   第30期代議員  

    2022年4月 - 2024年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 本機械学会バイオエンジニアリング部門   国際委員  

    2020年4月 - 2023年3月   

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    団体区分:学協会

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  • 日本機械学会バイオエンジニアリング部門   広報委員   国内

    2018年4月 - 2020年3月   

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    団体区分:学協会

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学術貢献活動

  • JBSE Editor

    役割:査読

    2025年 - 現在

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    種別:査読等 

  • Review Editor for Cell Physiology

    役割:査読

    2022年 - 現在

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    種別:査読等 

  • Special Issue Editors for Advances in Microfluidics for Quantifying Cell Mechanics and Biotransport

    役割:審査・評価, 査読

    2021年 - 2022年

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    種別:査読等 

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 共鳴輸送科学の創成に向けたカプセル懸濁液の時空間制御

    研究課題/領域番号:25K07570  2025年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    武石 直樹

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    資金種別:科研費

    数値シミュレーションと実験計測を相補的に進め,共鳴現象を介したカプセルの局在化機構を究明し,カプセル懸濁液の輸送制御を実現する技術基盤を確立する.これらの知見に基づき,超音波診断用の薬剤カプセルへの応用を検討し,共鳴輸送科学の創生を目指す.具体的には,1年目に,「単一カプセル変形における共鳴力学の解明と共鳴周波数の推定」,2年目に,「振動場におけるカプセル懸濁液の物性推定と局在化機構の解明」,最終年度に,「超音波照射由来の振動による薬剤カプセルの局在化制御の実証」を行う.

    CiNii Research

  • 連続体バイオメカニクスによる全脳循環代謝動態の解明と脳血管障害の病態解析

    研究課題/領域番号:19H01175 

    和田 成生, 渡邉 嘉之, 武石 直樹, 大谷 智仁, 伊井 仁志, 石田 駿一

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    資金種別:科研費

    臓器の形態と解剖学的構造,流体と構造の連成,構成要素の階層性や応答など,生体特有の複雑な力学的特性を考慮した連続体力学に基づいて,全脳の血液循環,脳組織の変形と細胞間質液の流動,脳神経活動に必要な酸素と代謝基質の輸送,老廃物の排出を担う脳脊髄液の循環の時空間場における物理的連立関係を数値シミュレーションにより明らかにする.これにより,正常な脳機能が維持されるための全脳循環代謝動態とそれを引き起こすメカニズムを解明し,力学的平衡状態を崩す脳出血や脳梗塞などの脳血管障害において,医用画像で観察される現象や病態を物理的側面から分析する.

    CiNii Research

  • 力学体系に基づいた間質液流れによる脳内老廃物除去機構の解明

    研究課題/領域番号:20H04504 

    武石 直樹, 横山 直人, 田中 壽

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    資金種別:科研費

    脳内老廃物の除去機構の一つとして、脳間質液の重要性が指摘されてきたが、その詳細な動態は未だ明らかにされていない。組織スケールでのタンパク質の輸送と沈着のダイナミクスの理解は、アルツハイマー病をはじめとする脳疾患の進行機序を説明する上で必要不可欠であるにも関わらず、分子-組織間の階層を繋ぐ解析手法は確立されていない。本研究では、実験データに基づき、分子スケールのタンパク質の凝集と組織スケールにおける間質液流れの階層を繋ぐ計算力学モデルを構築し、脳間質液流れによる脳内老廃物の排除機構が成立する力学的平衡状態やその破綻機序を解明する。この知見に基づき、脳疾患の進行機序を説明する力学的概念を構築する。

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  • MR画像による脳内老廃物排出経路としてのくも膜下腔フルイドダイナミクス検討

    研究課題/領域番号:20K08020 

    田中 壽, 吉山 顕次, 武石 直樹, 和田 成生, クー ウイミン

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    資金種別:科研費

    脳内老廃物を掃除するリンパ類似のシステムが提唱されています。このシステムは認知機能の障害をきたすアルツハイマー病や正常圧水頭症の発症や、頭部外傷、脳出血後の予後に関係すると考えられています。このシステムにより脳内老廃物は液とともに排出されますが、その排出経路はまだよくわかっていません。この研究は、磁気共鳴画像(MRI)により、排出経路を人体で明らかにしようとするものです。

    CiNii Research

教育活動概要

  • 流体力学、数値流体力学、生体医工学、計算力学、Computational Biomechanicsに関する講義・演習を担当。

担当授業科目

  • 図形科学Ⅰ

    2026年4月 - 現在   春学期

  • 空間表現実習Ⅰ

    2026年10月 - 現在   後期

  • 生体工学基礎

    2024年12月 - 現在   冬学期

  • バイオトランスポート

    2024年4月 - 現在   冬学期

FD参加状況

  • 2026年6月   役割:司会   名称:機械系FD

    主催組織:部局

  • 2025年5月   役割:企画   名称:機械系FD

    主催組織:部局

指導学生の受賞

  • 日本流体力学会年会2025若手優秀講演表彰

    授与年月:2025年9月

    受賞学生の区分:修士   受賞学生氏名:濵田優樹

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    講演が若手優秀講演表彰ふさわしいものとして決定されたため。

その他教育活動及び特記事項

  • 2017年  教育方法・実践に関する発表、講演  CREST「生命動態の理解と制御のための基盤技術の創出」研究領域 第8回数理デザイン道場(GPGPUによる高速化)

大学全体における各種委員・役職等

  • 2025年4月 - 現在   工場見学引率教員

  • 2025年4月 - 現在   学科課程委員会

  • 2025年4月 - 現在   DF委員会

  • 2025年4月 - 現在   学年クラス担当(2年)

その他部局等における各種委員・役職等

  • 2025年4月 - 現在   部門 学科課程委員会

社会貢献・国際連携活動概要

  • ・JSPS外国人招へい研究者(短期)受入教員(2026/06/01-07/30)
    ・10th World Congress Biomechancs(2026/07/11-15)におけるTrack ChairおよびLeading Speaker

社会貢献活動

  • GPGPUによる高速化

    役割:講師

    CREST「生命動態の理解と制御のための基盤技術の創出」研究領域  第8回数理デザイン道場  2017年6月

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    種別:セミナー・ワークショップ

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メディア報道

  • Blood cell flow in blood vessels depends on both deformation and pulsation period インターネットメディア

    Japan Science and Technology Agency  Science Japan  https://sj.jst.go.jp/news/202506/n0603-03k.html  2025年6月

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    執筆者:本人以外 

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  • 九州大学等发现脉动流中柔性粒子局部聚集现象,有望应用于细胞分离及疾病筛查 インターネットメディア

    国立研究開発法人科学技術振興機構  客観日本  https://www.keguanjp.com/kgjp_keji/kgjp_kj_smkx/pt20250508000011.html  2025年6月

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  • Simulating the fluid dynamics of moving cells to map its location インターネットメディア

    アメリカ科学振興協会  EurekAlert  https://www.eurekalert.org/news-releases/1080070  2025年5月

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    執筆者:本人以外 

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  • Haemorheology in dilute, semi-dilute and dense suspensions of red blood cells インターネットメディア

    Advances In ENGINEERING  Advances In ENGINEERING  https://advanceseng.com/haemorheology-dilute-semi-dilute-dense-suspensions-red-blood-cells/ 

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外国人研究者等の受け入れ状況

  • Texas Tech University

    受入れ期間: 2026年6月 - 現在   (期間):1ヶ月以上

    国籍:アメリカ合衆国

    専業主体:日本学術振興会