ランダムポジショニングマシン
ランダムポジショニングマシン
その他の名前3Dクリノスタット
用途RPM は、重力の影響を排除するために、生物学的サンプルを 2 つの独立した軸を中心に回転させます。
関連商品クリノスタット、自由落下装置

ランダムポジショニングマシン（RPM ）は、重力の影響を排除するために、生物学的サンプルを2つの独立した軸に沿って回転させ、空間内で複雑な方法で向きを変える機構です。[ 1 ] RPMは、無重力または微小重力が生物系に与える影響を調査する研究において、 準軌道飛行や落下塔の代替としてよく使用されます。[ 2 ]

説明

RPMは、単軸クリノスタットのより洗練された発展型です。RPMは通常、独立して回転する2つのフレームで構成されています。一方のフレームはもう一方のフレームの内側に配置され、中央に設置された生物サンプルに非常に複雑な正味の向きの変化を与えます。RPMは、両方の軸を同じ方向、つまり時計回りに回転させる「3Dクリノスタット」と誤って呼ばれることがあります。これは、「重力ベクトル平均化」の原理に基づく微小重量（「微小重力」）シミュレータです。RPMは、模擬微小重量に「さらされる」機能体積を提供します。[ 3 ]

模擬微小重力、部分重力、超重力

「ランダム」な配置という概念は、重力を無効化することで微小重力環境をシミュレートするために用いられてきました。これは、対象モデルの向きを狂わせること、あるいは「ベクトル平均化」によって実現されます。遠心分離機を用いることで、「過重力」の重力をシミュレートすることができ、モデルは継続的な加速力にさらされます。[ 4 ]微小重力環境における過重力の状況下では、部分的に「地球」の重力が生成されます。過重力シミュレーションは、欧州宇宙機関（ ESA）の大型遠心分離機（LDC）のような大型遠心分離機を用いることでも実現されます。LDCは、地球の重力の最大20倍をシミュレートできます。エアバス社が開発したシステムは、完全にランダムではないベクトル平均化によって部分重力をシミュレートするアルゴリズムを用いています。エアバスのアルゴリズムによるベクトル平均化は、ベクトルをゼロに平均化するのではなく、模擬部分重力を表すパーセンテージに平均化します。[ 1 ] [ 3 ] [ 5 ]

デメリット

RPM内で実現される模擬微小重力環境は完全なものではありません。その副次的な影響の一つとして、細胞培養培地の流体力学によって生じるせん断力があります。これらはWüest [ 6 ]によって数学的にモデル化されており、Hauslage [ 7 ]の研究によれば、生物学的な影響を与えるのに十分な大きさです。また、Cortés-SánchezはRPM内で培養された哺乳類細胞においてこれらの影響を示しました。[ 8 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b Jack JWA van Loon (2007). ランダムポジショニングマシンRPMの歴史と重力研究における利用. Advances in Space Research 39: 1161-1165
  2. ^ Wuest, Simon L.; Richard, Stéphane; Kopp, Sascha; Grimm, Daniela; Egli, Marcel (2015). 「模擬微小重力：哺乳類細胞培養におけるランダムポジショニングマシンの使用に関する批評的レビュー」 . BioMed Research International . 2015 : 1–8 . doi : 10.1155/2015/971474 . ISSN  2314-6133 . PMC  4310317. PMID  25649075 .
  3. ^ a b A. G. Borst, JJWA van Loon. ランダムポジショニングマシンRPMの技術と開発. Microgravity Sci. Technol., 2008. DOI 10.1007/s12217-008-9043-2
  4. ^ヴァン・ルーン, ジャック JWA; クラウセ, ユッタ; クーニャ, ウンベルト; ゴンサルベス, ジョアン; アルメイダ, ヒューゴ; シラー, ピーター (2008年6月). 「生命と物理科学技術のための大口径遠心分離機, LDC」 . 『宇宙での生命と地球上の生命』 . 553 : 92.書誌コード: 2008ESASP.663E..92V . ISSN 1609-042X . 
  5. ^ Manzano, Aránzazu; Herranz, Raúl; den Toom, Leonardus A.; te Slaa, Sjoerd; Borst, Guus; Visser, Martijn; Medina, F. Javier; van Loon, Jack JWA (2018-04-04). 「小説、月、火星における部分重力シミュレーションパラダイムと、植物初期発育における細胞成長と細胞増殖のバランスへの影響」 . npj Microgravity . 4 : 9. doi : 10.1038/s41526-018-0041-4 . ISSN 2373-8065 . PMC 5884789. PMID 29644337 .   
  6. ^ Wuest, Simon L.; Stern, Philip; Casartelli, Ernesto; Egli, Marcel (2017年1月30日). 「ランダムポジショニングマシンを用いた模擬微小重力実験中に現れる流体力学」 . PLOS ONE . 12 (1) e0170826. Bibcode : 2017PLoSO..1270826W . doi : 10.1371/journal.pone.0170826 . ISSN 1932-6203 . PMC 5279744. PMID 28135286 .   
  7. ^ Hauslage, Jens; Cevik, Volkan; Hemmersbach, Ruth (2017年4月24日). 「Pyrocystis noctilucaは、地上型微小重力シミュレータ（クリノスタットおよびランダムポジショニングマシン）で誘発されるせん断力の優れた生物学的検定法である」 . npj Microgravity . 3 (1): 1– 7. doi : 10.1038/s41526-017-0016-x . ISSN 2373-8065 . PMC 5460110 .  
  8. ^ Cortés-Sánchez, José Luis; Melnik, Daniela; Sandt, Viviann; Kahlert, Stefan; Marchal, Shannon; Johnson, Ian RD; Calvaruso, Marco; Liemersdorf, Christian; Wuest, Simon L.; Grimm, Daniela; Krüger, Marcus (2023年1月). 「流体と気泡流がランダムポジショニングマシン上で接着癌細胞を剥離し、スフェロイドを形成する」 . Cells . 12 (22): 2665. doi : 10.3390/cells12222665 . ISSN 2073-4409 . PMC 10670461. PMID 37998400 .   
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Random_positioning_machine&oldid=1335434799」より取得