人工リンパ管のシミュレーション駆動設計と形態学的特性評価

二次性リンパ浮腫は、リンパ系への損傷に起因する持続的な合併症であり、がん治療後のリンパ管およびリンパ節の損傷が含まれる。著者らは先にリンパ管のコンセプトを提案し、その後2024年に第一世代（V1）プロトタイプを試作した。本研究は、シミュレーション駆動の再設計により第二世代（V2）プロトタイプを作製し、形態学的特性を評価することでこの取り組みを発展させる。計算流体力学（CFD）を用いて、初期の流れ境界条件を再評価し、弁開口部の挙動を検討した。単一の微小血管に対して4 L/日を割り当てると、局所の速度および圧力損失が不当に高くなることが判明したため、条件を再評価した。その後のシミュレーションでは、入口速度0.0013 m/sを採用し、60および120 µmの弁開口を評価した。3 µmおよび6 µmの構成は、狭い参照形状として保持した。開口部を大きくすると、最大速度および圧力損失が大幅に低下した。得られたV2プロトタイプの公称長さは3.32 mm、外径は150 µm、内径は140 µm、壁厚は約5 µmである。走査型電子顕微鏡（SEM）により、23×〜1500×の倍率で試作したV2構造を評価し、管状構造ならびに管腔径と壁厚の局所計測を確認した。これらの結果は工学的な開発を支持し、生物学的または臨床的評価に先立って実験的検証が必要なパラメータを特定するものである。

https://doi.org/10.20944/preprints202609.0238.v1