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Non-invasion observation of the cell culture process by nonlinear optical microscopy

Research Project

Project/Area Number 15K01287
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

FUKUSHIMA Shuichiro  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40362644)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 紀ノ岡 正博  大阪大学, 工学研究科, 教授 (40234314)
橋本 守  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (70237949)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords再生医工学 / 組織工学 / 第2高調波発生光 / コラーゲン / マイクロ流体デバイス / 血管新生 / 培養軟骨 / 低酸素 / 細胞遊走 / 光学的酸素計測
Outline of Final Research Achievements

The importance of controlling microscopic culture environment in cellular scale, was verified using microfluidic devices. By using an oxygen concentration controlled device, it was possible to realize the co-culture of the cells in different oxygen environment, which is difficult to control by the conventional methods. Moreover, the usefulness of nonlinear optical microscopy was shown as a method of non-invasion observation of the cell culture process. Visualization and deformation analysis of the substrate structure using second harmonic generation light are effective for the examination of the mechanical environmental factor, when the collagen gel is made to be culture substrate.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来は十分に検討されていない細胞スケールの微小領域における培養環境に着目しているのが本研究の特徴である.現状のマクロな制御によって実現した培養環境は,細胞スケールでみるとおそらく不均一であり,これが組織の品質に影響を及ぼしている可能性が高い.微小領域の環境制御が実現できれば,より均質な細胞を高効率で取得することが期待できる.また,微小流体デバイスを応用した小型培養器で集密化が実現すれば,培養工程の自動化への対応も容易になる.

Report

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

    (13 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Coherent anti-Stokes Raman scattering rigid endoscope toward robot-assisted surgery2018

    • Author(s)
      Hirose K.、Aoki T.、Furukawa T.、Fukushima S.、Niioka H.、Deguchi S.、Hashimoto M.
    • Journal Title

      Biomedical Optics Express

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 387-387

    • DOI

      10.1364/boe.9.000387

    • NAID

      120006383825

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Influence of Nonenzymatic Glycation in Dentinal Collagen on Dental Caries2016

    • Author(s)
      Y. Matsuda, J. Miura, M. Shimizu, T. Aoki, M. Kubo, S. Fukushima, M. Hashimoto, F. Takeshige, T. Araki T. Araki
    • Journal Title

      J Dent Res

      Volume: 95 Issue: 13 Pages: 1528-1534

    • DOI

      10.1177/0022034516662246

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 傾斜構造のコラーゲン基質を用いた細胞遊走評価2018

    • Author(s)
      福島修一郎,松井翼,出口真次
    • Organizer
      第41回日本バイオレオロジー学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 不均一酸素環境における共培養血管新生モデル2017

    • Author(s)
      畝河内拳, 福島修一郎, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] コラーゲンゲルの微視的構造が細胞遊走に与える影響2017

    • Author(s)
      高藤駿介, 福島修一郎, 松井翼, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 第30回バイオエンジニアリング講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 非筋ミオシンIIAの変異が細胞収縮力に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      福田翔太, 松井翼, 古川太一, 福島修一郎, 出口真次
    • Organizer
      日本機械学会 第28回バイオフロンティア講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ラマン顕微鏡を用いた細胞内の脂質動態追跡2017

    • Author(s)
      福島修一郎,芝優希知,橋本守
    • Organizer
      第1回中性脂肪学会学術集会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Visualization of myelinated nerve using coherent anti-Stokes Raman scattering rigid endoscope2016

    • Author(s)
      K. Hirose, S. Fukushima, T. Furukawa, M. Hashimoto
    • Organizer
      Japan-Taiwan Medical Spectroscopy International Symposium
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県・淡路市)
    • Year and Date
      2016-12-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 術中での無染色神経イメージングを目指したコヒーレントアンチストークスラマン散乱硬性鏡の開発2016

    • Author(s)
      廣瀬 敬吾,青木 拓也,福島 修一郎,坂口 良幸,古川 太一,橋本 守
    • Organizer
      第55回 日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-04-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 10フェムト秒レーザーを用いたライン走査型マルチプレックス非線形ラマン顕微鏡による生体分子種の識別2016

    • Author(s)
      山田貴大, 福島修一郎, 橋本守
    • Organizer
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2016-01-09
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Observation of cellular response to oxygen tension using microfluidic devices2015

    • Author(s)
      N. Fujitaka, S. Fukushima, M. Hashimoto, K. Funamoto, and T. Araki
    • Organizer
      The 8th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 出口研究室ホームページ

    • URL

      http://mbm.me.es.osaka-u.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 生体光計測研究室HP

    • URL

      http://sml.me.es.osaka-u.ac.jp

    • Related Report
      2015 Research-status Report

URL: 

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

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