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生体と融合する神経インタフェースに関する研究

Research Project

Project/Area Number 14658294
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biomedical engineering/Biological material science
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

安田 隆  九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助教授 (80270883)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2004: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords神経インタフェース / マイクロ流体デバイス / 神経軸索誘導 / 神経成長因子 / コラーゲン / 細胞接着 / ナノホール / マイクロバルブ / 表面張力
Research Abstract

前年度までに製作したマイクロ流体デバイス上に、神経細胞様に分化するPC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞種)を培養した。そして、微小孔より濃度100ng/mlの神経成長因子を放出し、その際の細胞の変形や軸索伸長の様子を観察した。神経成長因子を放出してから2時間後、細胞は球状のまま基板に接着していたが、4時間後には扁平・肥大化を始め突起を形成し始めた。さらに、6時間後には微小孔に向かって軸索を伸長させる様子が確認できた。また、細胞体自体も微小孔の方向にわずかに移動する様子が確認された。これらの結果より、製作したマイクロ流体デバイスにより、神経インタフェースの構築に必要な神経軸索の誘導が可能であることを示すことができた。
神経インタフェースを構築するには神経細胞をマイクロ流体デバイスの所望の場所に固定化する技術が必要であるため、細胞と強い接着性を有するコラーゲンをデバイス上にパターニングし、その膜上での細胞接着性を評価した。コラーゲン・パターニングの方法として、シリコン樹脂製スタンプを用いる方法、マイクロ流路中にコラーゲンを流し込む方法、レジスト材料を用いたコラーゲンのリフトオフによる方法の3種類を試し、比較検討した。その結果、リフトオフを用いることにより簡便にコラーゲンをきれいにパターニングすることが可能であり、さらに細胞非接着面として細胞接着性の極めて悪いチオール系の自己組織化単分子膜を用いることにより、よりコントラストの高い細胞のパターニングが可能であることが分かった。

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (7 results)

  • [Journal Article] マイクロ流体デバイスによる神経軸索の伸長誘導2005

    • Author(s)
      中島雄太
    • Journal Title

      日本機械学会第17回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      Pages: 49-50

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] マイクロ流体デバイスを用いた神経軸索誘導2004

    • Author(s)
      石塚勝敏
    • Journal Title

      第10回化学とマイクロ・ナノシステム研究会講演要旨集

      Pages: 194-194

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Guidance2004

    • Author(s)
      Yuta Nakashima
    • Journal Title

      Proceedings of the 21st Sensor Symposium on Sensors, Micromachines, and Applied Systems

      Pages: 405-408

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ナノホールとマイクロバルブを用いた神経軸索誘導マイクロ流体デバイス2004

    • Author(s)
      中島雄太
    • Journal Title

      日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 Vol.5

      Pages: 173-174

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] マイクロ流路内で単一神経細胞の電気信号を計測するデバイスの開発2004

    • Author(s)
      熊本將元
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Takashi Yasuda: "Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Growth Control"Technical digest of the 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. Vol.2. 1259-1262 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 中島雄太: "マイクロ流体デバイスによる神経成長因子放出制御"日本機械学会 第16回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集. 125-126 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 皆田晋介: "マイクロチャネルを用いた神経伝達物質計測"日本機械学会 第16回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集. 127-128 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 安田隆: "神経成長因子放出のためのマイクロ流体デバイスの構築"第42回日本エム・イー学会大会論文集. 274 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 熊本將元: "マイクロ流路内での神経電気信号の計測"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 講演論文集. 2P1-3F-F8(1)-2P1-3F-F8(2) (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 中島雄太: "ナノホールを用いた神経軸索誘導マイクロデバイスの開発"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 講演論文集. 2P1-3F-G2(1)-2P1-3F-G2(2) (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 東朋幸: "神経軸索の成長制御のためのマイクロバルブの開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. Vol.3. 168 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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