LPD/PCL ビーズの光学像解析

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Figure 5-13 Microscopic images of 73-45000 LPD/PCL by optical microscopy: (a) R=1500, (b) R=2000, (c) R=2500, and (d) R=3000.

作製したLPD/PCLビーズの平均粒径と粒度分布を粒度分布計により測定した．Figure

5-14は55-10000および73-45000により作製したLPD/PCLビーズの各流量比Rにおける平

均粒径であり，TACEに用いられる100 ~ 500 µm程度の粒径が得られた．Coaxial型のマイ クロ流体デバイスでは，連続相と分散相の体積流量比の増加にともない，得られるマイク ロ液滴の平均粒径が減少することが知られている ¹⁶⁸．Figure 5-14 においてもこの傾向が 確認でき，55-10000と73-45000を用いて作製したLPD/PCLビーズでは，いずれの場合も Rの増加にともないビーズ粒径が減少した．さらに，この結果から，coaxial型マイクロ流 体デバイスにおける液滴の形成は分散相の組成に影響されないと考えられる．したがって，

coaxial 型マイクロ流体デバイスを用いた LPD/PCL ビーズの作製では，分散相に用いる

LPD/PCL材料の組成に関わらず，Rを変化させることで血管径に合わせてLPD/PCLビー

ズの粒径を制御できることがわかった．Figure 5-15とFigure 5-16はそれぞれ55-10000と

73-45000により作製したLPD/PCLビーズの各Rにおける粒度分布を体積基準で表したも

のである．いずれの場合も得られた粒子の粒度分布は単峰性を示し，Rの増加にともない ピークが左 (粒径が小さくなる方向) に移動している．また，R が増加するほどピークは ブロードになっており，Table 5-2の各Rで作製したLPD/PCLビーズ粒径における変動係

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数CV (＝標準偏差/平均粒径) を見ても，Rの増加にともない分布のばらつきを表す変動係

数CVが大きくなっている．これは連続相の流速の増加にともない，せん断応力が増加し，

液滴形成に付随して形成されるjetが長くなったためだと考えられる．jetが長くなるとよ り多くのサテライト液滴が形成されると同時にその粒径も大きくなることが知られてい る¹⁸⁰．先行研究によると，coaxial型のマイクロ流体デバイスにより形成される液滴径の変

動係数CVは10%以下であることが多い^{168, 181}．一方で，今回作製したLPD/PCLビーズの

粒径の変動係数CVは22.6 ~ 41.6%の間を変動しており，きわめて大きな値を示している．

この原因は明らかではないが，LPD/PCLビーズ材料の粘度と先行研究で用いられる分散相

の粘度が10 ~ 10⁴程度異なることに起因していると考えられる．LPD/PCL材料の粘度が大

きすぎるために，TACEに使われる径のビーズを得るのに必要なRも大きくなり，それに ともなってチューブを流れる連続相でじょう乱が生じ，液滴生成が不安定になった可能性 がある．今後の実験においては，得られた PCL/LPD ビーズをふるいにかけて用いること とし，本結果では，目的径のビーズを得る収率を上げるために必要な流量比Rが明らかに なった．

Figure 5-14 Size distribution of the LPD/PCL bead and the average diameter of each flow rate ratio (Qc/Qd).

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Figure 5-15 Particle size distribution of 55-10000 LPD/PCL bead.

Figure 5-16 Particle size distribution of 73-45000 LPD/PCL bead.

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Table 5-2 LPD/PCL beads CV from various flow rate ratios.

Flow rate ratio Qc/Qd 1500 2000 2500 3000

CV of 55-10000 (%) 22.6±2.0 35.7±1.3 36.8±3.0 40.7±10.3

CV of 73-45000 (%) 29.9±2.0 35.6±1.5 37.2±1.5 41.6±4.8