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【流体】粒子法あれこれ vol.5|新たな分野への粒子法の適用-細胞培養

今回の粒子法あれこれのトピックは細胞培養シミュレーションです。


細胞培養と流体シミュレーションの関係については、医療分野に縁のある方以外では聞き慣れない印象を持つ方も多いのではないでしょうか。


◆細胞培養と医療
医療と聞くともっぱら実験や治験が重んじられるような印象がありますが、近年では医療機器の開発
などコンピュータシミュレーションの重要性も認識されCAEの利用が進みつつあります。


その中で我々がお客様と一緒に取り組ませて頂いているのが細胞培養シミュレーションです。


細胞培養とは、基礎研究や創薬の現場などにおいて文字通り細胞を培養して増殖させることです。
近年ではiPS細胞に代表されるような再生医療分野におけるブレイクスルーもあり重要性が高まっていますが、細胞は環境に対して敏感なため、品質の良い細胞を一定量培養するにはノウハウが必要とされることが多いようです。
培養方法はシャーレで培養したりビーカーのような容器をゆっくりかき混ぜながら培養したりと種類があります。


◆Particleworksと細胞培養
ミクロな視点で見ると細胞の一つ一つは栄養を摂取し、増殖し、動き、死滅するという様々な活動を行っているわけですが、よりマクロな視点で見れば細胞が培地における流れ場の影響を受けて運動を行うという側面も見えてきます。


粒子法を細胞培養シミュレーションに用いる場合、細胞もしくは細胞の集まりを特殊な粒子として流れを計算します。


こういった観点で行ったシミュレーションの結果は、リアルな細胞の挙動とは異なりますが、撹拌や流入など力学的な動きの影響や流される細胞にかかる圧力の強さなど、品質の良い細胞を培養するために役立つ情報を得ることができます。
お客様のご協力の下、細胞播種のシミュレーションをParticleworksで行いました。
以下に画像を示しますが、動画もございます。興味のある方はお問い合わせいただければと思います。





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