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さまざまな細胞種の細胞シート作製を実現する次世代型温度応答性培養基材の開発

Research Project

Project/Area Number 12J07141
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

松坂 直樹  東京理科大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 温度応答性表面 / RAFT重合 / 金ナノ粒子 / ポリマーブラシ / 細胞接着 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / ポリマーブラシ細胞接着 / 末端官能基
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。
粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4℃で終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。
次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32℃で培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。
以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (19 results)

  • [Journal Article] Terminal-Functionality Effect of Poly (N-isopropylacrylamide) Brush Surfaces on T emperature-Controlled Cell Adhesion/Detachment2013

    • Author(s)
      Naoki Matsuzaka
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 14 Issue: 9 Pages: 3164-3171

    • DOI

      10.1021/bm400788p

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光照射による温度応答性高分子グラフト金ナノ粒子固定化基板への細胞接着性制御2014

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第36回日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      東京, タワーホール船堀
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Terminal-Functionality of Thermoresponsive Polymer Brushes for Controlling Thermally Induced Cell Adhesion-Initiating Temperature2014

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      JSPS A3 Foresight International Symposium on Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine
    • Place of Presentation
      東京, 東京女子医科大学弥生記念講堂
    • Year and Date
      2014-10-08 – 2014-10-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性高分子ブラシ表面の末端官能基の違いによる細胞接着温度範囲の制御2014

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      「超高速バイオアセンブラ」第三回若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京, 東京大学駒場キャンパス
    • Year and Date
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] End-Functionality of Poly (N-isopropylacrylamide) Brushes for Regulating Thermally Induced Cell Adhesion-Initiating Temperature2014

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      2nd Hoffman Family Symposium International Symposium on Smart Biomaterials
    • Place of Presentation
      茨城, 物質・材料研究機構
    • Year and Date
      2014-03-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性ポリマーブラシ表面の末端官能基の違いによる細胞接着温度の制御2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第3回CSJ科学フェスタ2013
    • Place of Presentation
      東京, タワーホール船堀
    • Year and Date
      2013-10-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] End-Functionality Effect of Paly (N-isopropylacrylamide) Brushes on Surface Properties and Temperature-dependent Cell Adhesion Behavior2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      2013 Taiwan-Japan Symposium on Polyscale Technologies f or Biomedical Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2013)
    • Place of Presentation
      北海道, 東京理科大学
    • Year and Date
      2013-09-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 末端官能基の違いによる温度応答性高分子ブラシ表面の細胞接着温度の制御2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第42回医用高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京, 産業技術総合研究所臨海副都心センター
    • Year and Date
      2013-07-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Controlled End-functionality of Thermoresponsive Polymer Brushes for Regulating Thermally Induced Surface Cell Adhesion Behavior2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      Society for Biomaterials, 2013 Annual Meeting & Exposition (SFB2013)
    • Place of Presentation
      USA, Boston, Hynes Plaza
    • Year and Date
      2013-04-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Terminal-Functionality Effect of Thermoresponsive Polymer Brushes on Temperature-controlled Cellular Adhesion/Detachment Behavior2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      2^<nd> International Conference on Biomaterials Science in Tsukuba (ICBS2013)
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2013-03-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Terminal-Functionality Effect of Thermoresponsive Polymer Brushes on Surface Properties and Temperature-Induced Cell Adhesion Behavior2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      4th Asian Biomaterials Congress (ABMC2013)
    • Place of Presentation
      China, Hong Kong, Hong Kong University of Science and Technology
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of Terminal-functionality Poly (N-isopropylacrylamide) Brushes on Temperature-controlled Cellular Adhesion/Detachment Behavior2013

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      Tsukuba International Conference on Materials Science
    • Place of Presentation
      茨城, 筑波大学
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] End-functionality effect of thermoresponsive polymer brushes on thermoresponsive surface properties and temperature-induced cellular adhesion behavior2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      The 9^<th> SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2012-12-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性高分子ブラシ表面の末端官能基の違いが細胞接着温度範囲と細胞脱着挙動に与える効果2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-11-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性高分子ブラシの末端官能基の構造が細胞の接着・脱着挙動に与える影響2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第61回高分子討論会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] End-functionality effect of poly(N-isopropylacrylamide) brushes on temperature-responsive cell adhesion/detachment behavior2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      2012 Taiwan~Japan Symposium on Polyscale Technologies for Biomaterials Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2012)
    • Place of Presentation
      台湾・国立清華大学
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞の接着・脱着挙動に及ぼす温度応答性高分子ブラシ構造の末端官能基の効果2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第6回ナノ・バイオメディカル学会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2012-07-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性ポリマーブラシ表面における分子鎖長および末端官能基が細胞の接着・脱着挙動に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第41回医用高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学先端科学技術研究センター
    • Year and Date
      2012-06-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度応答性高分子ブラシ表面の分子鎖長と末端官能基が細胞の接着・脱着挙動に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第61回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2012-05-30
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Hydrophobic Basal Layer in Thermoresponsive Block Copolymer Brush Surfaces on Harvesting Cell Sheets2012

    • Author(s)
      松坂 直樹
    • Organizer
      第14回International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS国際会議)
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2012-05-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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