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Development of high performance micro-human models

Research Project

Project/Area Number 15H03823
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionGunma University

Principal Investigator

Sato Kiichi  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (50321906)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2015: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywordsマイクロ・ナノデバイス / バイオアッセイ / 臓器モデル / 創薬 / 薬物動態 / マイクロ流体デバイス / マイクロ生体モデル / マイクロ臓器モデル / マイクロチップ / マイクロ人体モデル
Outline of Final Research Achievements

Animal experiments have been used for drug screening and toxicity test. In this research, I conducted a fundamental study to develop microchip-base organ models (Organ-on-a-Chip) using cultured human cells as novel analysis tools alternative to test animals. Especially, Kidney-on-a-Chip and angiogenesis models with adipose or tumor tissue were investigated. As a result, I developed a Kidney-on-a-Chip, which was applied to excretion test, and 3D microtissues having capillary network.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られた成果は新薬候補化合物のヒト体内での動態を解析するための新たな実験ツールとなることが大いに期待される。開発したモデルを他の臓器や組織モデルと組み合わせて血管モデルによりつなぎ合わせることで、マイクロ人体モデルへと発展させることが可能であり、従来の動物実験に代わる新たな実験システムとして生命科学研究への幅広い応用が期待される。特に、創薬の初期における候補化合物の評価に用いることで、新薬開発の費用を大幅に低減することが可能になると期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (57 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (51 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results,  Invited: 4 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Development of a Microfluidic System Comprising Dialysis and Secretion Components for a Bioassay of Renal Clearance2018

    • Author(s)
      SAKUTA Yu、TAKEHARA Issey、TSUNODA Kin-ichi、SATO Kiichi
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 34 Issue: 9 Pages: 1073-1078

    • DOI

      10.2116/analsci.18P141

    • NAID

      130007474732

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2018-09-10
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a Multichannel Dialysis Microchip for Bioassay of Drug Efficacy and Retention2017

    • Author(s)
      Yu Sakuta, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 33 Issue: 3 Pages: 391-394

    • DOI

      10.2116/analsci.33.391

    • NAID

      130005439454

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Patterned Co-culture of Live Cells on a Microchip by Photocrosslinking with Benzophenone2016

    • Author(s)
      Kiichi Sato, Sayaka Kikuchi, Eri Yoshida, Reina Ishh, Naoki Sasaki, Kin-ichi Tsunoda, Kae Sato
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 32 Issue: 1 Pages: 113-116

    • DOI

      10.2116/analsci.32.113

    • NAID

      130005118573

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microcirculation-on-a-Chip: A Microfluidic Platform for Assaying Blood- and Lymphatic-Vessel Permeability2015

    • Author(s)
      Miwa Sato, Naoki Sasaki, Manabu Ato, Satoshi Hirakawa, Kiichi Sato, Kae Sato
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 10 Issue: 9 Pages: e0137301-e0137301

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0137301

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] PDMS流路への蛍光色素の吸着を抑制するコーティング法の検討2018

    • Author(s)
      天野翔太,鈴木孝明,角田欣一,佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロチップ内での血管内皮細胞と線維芽細胞の共培養による三次元血管網の構築2018

    • Author(s)
      香西里咲,角田欣一,佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface coating on a PDMS microchannel for suppression of drug adsorption2018

    • Author(s)
      Shota Amano,Wataru Obuchi,Kengo Watanabe,Takaaki Suzuki,Kin-ichi Tsunoda,Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a three-dimensional vascularized tissue-on-a-chip by coculture of endothelial cells and fibroblasts2018

    • Author(s)
      Risa Kozai,Kin-ichi Tsunoda,Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of drug absorption rate using a digestion and absorption micromodel2018

    • Author(s)
      Sayaka Suzuki,Wataru Obuchi,Kengo Watanabe,Kin-iti Tsunoda,Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2018
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ糸球体モデルの開発とバイオアッセイへの応用2018

    • Author(s)
      川口 聖矢・ 小林 靖子・ 角田 欣一・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬剤の排泄試験のためのマイクロ腎モデル開発に向けた尿細管部位の検討2018

    • Author(s)
      高橋 杏奈・ 渡邊 健悟・ 小渕 航・ 角田 欣一・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ糸球体モデルの開発とバイオアッセイへの応用2018

    • Author(s)
      秦 真理奈 ・ 角田 欣一 ・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ消化吸収モデルを用いた薬剤吸収率測定法の開発2018

    • Author(s)
      鈴木彩香・小淵 航・渡邉健悟・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] PDMS流路への薬剤の吸着を抑制するコーティング法の検討2018

    • Author(s)
      天野翔太・小渕 航・渡邊健悟・鈴木孝明・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 毛細血管網を有するマイクロ脂肪組織の構築2018

    • Author(s)
      香西里咲・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      第8回CSJ化学フェスタ
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ血管モデル開発のための Viscous fingering 法による 中空状ハイドロゲルの作製と細胞培養2018

    • Author(s)
      秦真理奈,角田欣一,佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸球体および尿細管部位を有するマイクロ腎モデルを用いた排泄試験2018

    • Author(s)
      高橋杏奈,渡邊健悟,小渕航,角田欣一,佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第38回研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬物動態解析のためのマイクロ人体モデルの開発2017

    • Author(s)
      佐藤記一
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス(横浜)
    • Year and Date
      2017-03-18
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Microchip-based Cardiovascular System for Renal Excretion Assay2017

    • Author(s)
      Yu Sakuta, Kin-ichi Tsunoda, and Kiichi Sato
    • Organizer
      9th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Co-culture of glomerular endothelial cells and podocytes for development of micro glomerular model2017

    • Author(s)
      Seiya Kawaguchi, Yu Sakuta, Yasuko Kobayashi, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a microkidney model integrating glomerulus and renal tubule functions2017

    • Author(s)
      Anna Takahashi, Yu Sakuta, Issey Takehara, Tomoki Imaoka, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell culture in a tubular collagen gel for development of a vascular model2017

    • Author(s)
      Marina Hata, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a microkidney model mimicking glomerular filtration and tubular secretion2017

    • Author(s)
      Yu Sakuta, Issey Takehara, Tomoki Imaoka, Kin-ichi Tsunoda, and Kiichi Sato
    • Organizer
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell Culture in a Microfluidic Device for Development of a Microfluidic Glomerulus Model2017

    • Author(s)
      Seiya Kawaguchi, Yasuko Kobayashi and Kiichi Sato
    • Organizer
      4th International Symposium of Gunma University Medical Innovation (GUMI2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロバイオ分析システムの開発2017

    • Author(s)
      佐藤 記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会(35th CHEMINAS)
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マイクロ糸球体モデル開発のための糸球体内皮細胞および上皮細胞の共培養2017

    • Author(s)
      川口聖矢・作田悠・小林靖子・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会(35th CHEMINAS)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 二方向から顕微観察可能な細胞培養マイクロデバイスの開発2017

    • Author(s)
      高橋杏奈・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会(35th CHEMINAS)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ毛細血管網構築のための基礎検討2017

    • Author(s)
      秦真理奈・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会(35th CHEMINAS)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ血管モデル開発をめざした中空状ハイドロゲル中での細胞培養2017

    • Author(s)
      秦 真理奈 ・ 角田 欣一 ・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸球体および尿細管の機能を集積化したマイクロ腎モデルの構築2017

    • Author(s)
      高橋 杏奈・ 作田 悠・ 竹原 一成・ 今岡 知己・ 角田 欣一・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 血液脳関門マイクロモデル開発のための共培養法と透過性試験法の開発2017

    • Author(s)
      岡崎 悟士 ・ 角田 欣一 ・ 佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオアッセイのための生体模倣マイクロデバイスの開発2017

    • Author(s)
      佐藤 記一
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マイクロ血管モデル開発のための中空状ハイドロゲルの作製と細胞培養2017

    • Author(s)
      秦真理奈、角田欣一、佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第36回研究会(CHEMINAS36)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸球体ろ過及び腎分泌を模倣したマイクロ腎臓モデルの開発2017

    • Author(s)
      高橋杏奈・作田悠・竹原一成・今岡知己・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第36回研究会(CHEMINAS36)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ糸球体モデルの構築と透過性の評価2017

    • Author(s)
      川口聖矢,作田悠,小林靖子,角田欣一,佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第36回研究会(CHEMINAS36)
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸球体および尿細管の腎排泄機能を集積化したマイクロ腎モデルの開発とその評価2017

    • Author(s)
      高橋杏奈・作田 悠・竹原一成・今岡知己・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      7th CSJ 化学フェスタ2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 糸球体内皮細胞と糸球体上皮細胞を用いたマイクロ糸球体モデルの開発とその評価2017

    • Author(s)
      川口聖矢・作田 悠・小林靖子・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      7th CSJ 化学フェスタ2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ血管モデル開発のための中空状コラーゲンゲルの作製とゲル内での細胞培養2017

    • Author(s)
      秦真理奈・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      7th CSJ 化学フェスタ2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a Microfluidic Glomerulus Model for Diagnosis and Drug Development2016

    • Author(s)
      Kiichi Sato, Yasuko Kobayashi
    • Organizer
      3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation (GUMI2016)
    • Place of Presentation
      桐生市市民文化会館(群馬県桐生市)
    • Year and Date
      2016-12-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ血液脳関門モデルにおける共培養と透過試験法の開発2016

    • Author(s)
      岡崎悟士・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      6th CSJ 化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2016-11-16
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Integration of a Cardiovascular System for Renal Excretion Assay2016

    • Author(s)
      Yu Sakuta, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2016)
    • Place of Presentation
      Convention Center Dublin(アイルランド)
    • Year and Date
      2016-10-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 毛細血管網を持つマイクロ三次元組織構築の基礎検討2016

    • Author(s)
      小野寺杏花・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2016-09-16
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロデバイスを用いたバイオアッセイのための血管モデル開発2016

    • Author(s)
      福田隼也, 角田欣一, 佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2016-09-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬剤の吸収率測定のためのマイクロ消化吸収モデルの開発2016

    • Author(s)
      菊池紗也香・竹原一成・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2016-09-15
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface modification for inhibition of drug adsorption in a microfluidic cardiovascular system2016

    • Author(s)
      Akira Hosoda, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2016-09-08
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of co-culture and permeation assay method for microfluidic blood-brain barrier model2016

    • Author(s)
      Satoshi Okazaki, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2016-09-08
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PDMS マイクロチップにおける薬剤の吸着抑制2016

    • Author(s)
      細田晃, 角田欣一, 佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第34回研究会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] マイクロ循環器モデルの透析部および再吸収部の最適化2016

    • Author(s)
      作田悠, 角田欣一, 佐藤記一
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第34回研究会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2016-09-06
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高機能バイオアッセイのためのマイクロデバイスの開発2016

    • Author(s)
      佐藤記一
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] A Microfluidic Cardiovascular System with a Microkidney: Bioassay, Parallel Dialysis and Reabsorption2015

    • Author(s)
      Yu Sakuta, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      MicroTAS 2015 (The 19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)
    • Place of Presentation
      慶州市(韓国)
    • Year and Date
      2015-10-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロチップ内での三次元脂肪組織及び筋組織の構築2015

    • Author(s)
      小野寺杏花・角田欣一・佐藤記一
    • Organizer
      5th CSJ 化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-10-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 腫瘍組織における血管新生マイクロモデルの開発2015

    • Author(s)
      町田昇亮、角田欣一、佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • Year and Date
      2015-09-10
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元マイクロ脂肪組織及び筋組織の開発のための基礎検討2015

    • Author(s)
      小野寺杏花、角田欣一、佐藤記一
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 3D culture of fat and muscle cells in a microchip2015

    • Author(s)
      Kyoka Onodera, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2015
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉市)
    • Year and Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of sampling and pretreatment methods of drugs in a microfluidic cardiovascular system2015

    • Author(s)
      Akira Hosoda, Kin-ichi Tsunoda, Kiichi Sato
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference 2015
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉市)
    • Year and Date
      2015-09-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 臓器チップの技術と開発動向2018

    • Author(s)
      酒井康行ら
    • Total Pages
      293
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 再生医療・創薬のための3次元細胞培養技術2018

    • Author(s)
      紀ノ岡正博ら
    • Total Pages
      203
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-03-30  

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