1滴で分かる血液サラサラ度と生活習慣病（体液粘度測定装置）
発表： 九州工業大学 坂本憲児
共同研究： 産業医科大学 大野宏毅 八谷百合子
関連特許：
特願2014-3378
特願2016-13442
特願2016-159498
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特願2018-127461

背景：生活習慣病と体液粘度
血液ドロドロ日頃のセルフチェックが重要

新創出！
血液（体液）粘度で生活習慣病予防

ほっておくと…
生活習慣病の危険性増大
そのほかにも…

唾液粘度
虫歯、歯周病、咀嚼能力（可能性） 、ドライマウス（可能性）、ストレス指標（可能性）

尿粘度
糖尿病（可能性）

体液（血液・唾液・尿）粘度

医療現場の新たな指標

新創出！
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背景：生活習慣病と健康政策
現代社会の医療事情と健康政策

未病産業、セルフメディケーション分野は今後拡大していく
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体液粘度測定
体液サンプル• 使い捨て前提、感染の危険性• 微量（1μL〜100μL程度）• 血液細胞、食渣、タンパク質など固形物を含む対応できる測定装置が無い
体液サンプル量対応（できそうな）装置

尿5〜10mL

回転粘度計、細管法、他社
粘度計

唾液100μL

提案：毛細管法

食渣、タンパク、細胞有鼻水100〜300μL

提案：毛細管法

ゼリー状〜水血液（検査機関）

1mL以下

提案：マイクロ流体チップ法、 血球を含む細管法

血液（セルフチェック） 1μL

提案：マイクロ流体チップ法

サンプルの状態

血球を含む

我々のシーズで狙うところ 4

従来の粘度測定法
振動粘度計

EMS粘度計前田信治 日生誌vol.66
No.7-8 2004 p240

回転法

測定に必要な試料
>5 mL

細管法

>5 mL××振動法>1 mL××

EMS法>90〜300μL△△

本学提案方法1μL〜100μL

○◎

粘度測定法

測定の迅速性体液サンプル
測定××5

提案する体液粘度測定装置（２種）
体液微量採取（血液、唾液、鼻水など）

九州工業大学
産業医科大学
出願特許群マイクロ流体チップ法

サンプル量1〜10μL
電気伝導率、流動時間より粘度を導出
特願2016-13442, 特願2016-159498

サンプル量10〜100μL

既存装置に比べ…
微量化・簡易化・体液向け（使い捨て）

毛細管法

10mm

流動時間より粘度導出

特願2018-127461

6簡易体液粘度測定装置（毛細管法）
流動時間より粘度導出

特願2018-127461

時間＝定数×粘度×距離二乗

Washburn Equation

10mm

【特徴】
• 固形物（食渣、細胞）を含むサンプル可能• 非電解質可能7

簡易体液粘度測定装置（毛細管法）

測定例：純水送液※センサー上をサンプルが通過した瞬間にセンサーが反応8

簡易体液粘度測定装置（毛細管法）

測定例：純水送液
グラフの傾き＝粘度の指標

Washburn Equation
時間＝定数×粘度×距離二乗

純水9

簡易体液粘度測定装置（毛細管法）
グラフの傾き＝粘度の指標（※）粘度は温度依存性が高いため、同温度の水との比較や、温度補正が必要

10簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）
電気伝導率、流動時間より粘度を導出

特願2014-3378, 特願2016-13442,
特願2016-159498

電気伝導率による粘度の導出
電気伝導率×粘度＝一定値

Walden’s Rule

2種の粘度測定

流体力学的な粘度の導出

研究中のマイクロ流体チップ・測定装置

時間＝定数×粘度×距離二乗

Washburn Equation【特徴】• 櫛形電極構造により測定精度が高い• 血糖値センサーなど他電気センサーも組込み可能
粘度測定系概略図 11

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）

溶液の進行と電流ステップ
電流（相対スケール）

100mM NaCl
20Wt%sucrose

時間/ms12

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）

溶液の進行と電流ステップ
電流（相対スケール）

100mM NaCl
20Wt%sucrose

時間/ms13

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）

溶液の進行と電流ステップ
電流（相対スケール）100mM NaCl
20Wt%sucrose

時間/ms14

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）

溶液の進行と電流ステップ
電流（相対スケール）

100mM NaCl
20Wt%sucrose

時間/ms15

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）

溶液の進行と電流ステップ
電流（相対スケール）

100mM NaCl
20Wt%sucrose

時間/ms16

簡易体液粘度測定装置（マイクロ流体チップ法）【本計測の２つの計測方法】
ショ糖入り食塩水の測定結果

電気的な（電気伝導率による）粘性の導出
Walden’s Rule

流体力学的な粘性の導出
Washburn Equation

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想定される用途
医療・ヘルスケア分野での用途多数• 1滴の体液（血液・唾液）を用いた家庭でのセルフ健康チェック• 生活習慣病予防（糖尿病の評価、高脂血症の評価）• 医療機関、臨床検査会社での体液粘度測定• 健康補助食品の効果測定• ストレスチェッカー（唾液）• 口腔内健康チェック（唾液）ターゲット（製品）：
医療機関用（医療機器）、家庭用（ヘルスケア製品）
産業用途にも利用可能• 微量サンプル（希少薬品等）の粘度測定装置• ペットの健康チェック
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血液粘度と生活習慣病の相関（参考）例：血液粘度と糖尿病罹患リスク

相対危険度12881人を対象とし、糖尿病発症率を10年間追跡調査

血液粘度小

血液粘度大
Am J Epidemiol. 2008 Nov 15; 168(10): 1153–1160.
19唾液と歯周病の相関（参考）唾液の粘度の変動範囲およびその平均値と歯周疾患の程度

歯周疾患の程度が高くなると粘度も高くなる
日本歯周病学会会誌1974 年16 巻2 号p. 131-139
20実用化に向けた課題１【課題】
簡単な操作で測定できる装置・測定システムが必要
サンプル置いて、 ボタン１つ押せば、結果（粘度）出力
サンプル採取（医療現場の仕事）（患者個人で実施）

装置（ボタンひとつ）（ものづくりの仕事）

粘度値（数値データ）

医療現場は忙しい
患者個人（＝素人）
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実用化に向けた課題２【課題】
安価な装置、安価な測定チップで作製（セルフメディケーション用は特に）10mm

例：血糖値センサーの測定
患者個人所有の装置で家庭内で測定
測定回数1 日数回
→患者負担

1チップ100円程度が理想

毛細管法使い捨てチップ• ガラス毛細管• 樹脂チップ

マイクロ流体法使い捨てチップ• マイクロ流路• 電極
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企業連携状態・求める企業（毛細管法）
サンプル搬送系（未定）

使い捨てチップ＋台座部分（共同研究中）サンプル採取（医療現場の仕事）（患者個人で実施）

ソフトウエア（未定）
医学研究者
臨床データ・医学論文（共同研究中）産業医科大学・大阪歯科大学

測定装置（電子回路〜データ出力）（未定）

医療機器製造販売業
医療機器の承認・認証
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企業連携状態・求める企業（マイクロ流体チップ法）
サンプル搬送系（未定）

使い捨てチップ（未定）

サンプル採取（医療現場の仕事）（患者個人で実施）

ソフトウエア測定装置（電子回路〜データ出力）

（未定）

（未定）

医学研究者
臨床データ・医学論文
産業医科大学（予定）

医療機器製造販売業
医療機器の承認・認証
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本技術に関する知的財産権
関連出願特許群
特願Ｎｏ内容出願

発明者

特許第6258708

電気伝導率でサンプル粘度を測定

産業医科大出願

大野宏毅, 門野敏彦, 佐藤寛晃, 鳥巣伊知郎, 佐藤教昭, 戸上英憲

特願2016-13442

マイクロ流体チップを使い電気伝導率でサンプル粘度を測定

産業医科大学・九州工業大学
共同出願

坂本憲児, 大野宏毅,徳井教孝, 小林孝一郎

特願2016-159498

マイクロ流体チップを使い電気伝導率と流体力学的関係を用いてサンプル粘度を測定

産業医科大学・九州工業大学
共同出願

坂本憲児, 大野宏毅,
徳井教孝, 小林孝一郎

特願2018-127461

市販毛細管を使い流体力学的関係を用いてサンプル粘度を測定

産業医科大学・九州工業大学
共同出願

大野宏毅、八谷百合子、坂本憲児

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お問い合わせ先

九州工業大学
イノベーション推進機構グローバル産学連携センター
小柳 嗣雄
TEL 093-884-3499
FAX 093-884-3531
e-mail koyanagi-t@ccr.kyutech.ac.jp

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