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Control of microscopic structure in hydrogel materials by acoustic wave

Research Project

Project/Area Number 15K05626
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Polymer/Textile materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Mukai Sada-atsu  京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (30371735)

Project Period (FY) 2015-10-21 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords非平衡開放系 / ゲル / マイクロ構造 / 超音波 / 音波
Outline of Final Research Achievements

In this study, in order to construct a functional gel material, we tried to control a three-dimensional structure of hydrogels using acoustic waves. When opposing acoustic waves interfere, a standing wave is generated, and a material harder than the surrounding medium is held at a node due to a small volume change. Using this principle, we prepared hydrogels with a periodical density pattern. We evaluatded physical properties of obtained gels, local hardness measurement with an atomic force microscope and observed swelling behavior from a dry state. Furthermore, we prepared hybrid gels of cells and nanogels and evaluated cell viability and morphology in the gel.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ハイドロゲルは、高い含水率と生体適合性から再生医療の足場材料として注目を集めており、その構造を3次元的に制御することへの要求が高まっている。
本研究では、音響波トラップによりハイドロゲル中に周期的なパターン構造を形成することに成功した。また細胞を音波により集積させることで、構造化された細胞-ゲルハイブリッドの形成にも成功した。この技術を発展させることにより、生体組織を模倣した細胞集積構造を形成させることができるようになると考えられる。

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

    (6 results)

All 2018 2017

All Presentation (6 results)

  • [Presentation] 音響波によるナノゲル架橋ゲルのマイクロ構造制御 とその物性評価2018

    • Author(s)
      角田千里、向井貞篤、澤田晋一、佐々木善浩、秋吉一成
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 音響波によるナノゲル架橋ゲルのマイクロ構造制御2018

    • Author(s)
      角田千里、向井貞篤、澤田晋一、佐々木善浩、秋吉一成
    • Organizer
      第67回高分子討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非平衡過程を利用したナノゲル架橋マイクロ構造の形成2018

    • Author(s)
      向井貞篤、角田千里、澤田晋一、佐々木善浩、秋吉一成
    • Organizer
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 音響波によるナノゲル架橋ゲルのマイクロ構造制御とその物性評価2017

    • Author(s)
      角田千里,向井貞篤,澤田晋一,佐々木善浩,秋吉一成
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 非平衡過程を利用したナノゲル架橋マイクロ構造の形成と物性評価2017

    • Author(s)
      向井貞篤,藤本達也,角田千里,澤田晋一,佐々木善浩,秋吉一成
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 音響波によるマイクロゲル構造の制御2017

    • Author(s)
      角田千里,向井貞篤,田原義朗,澤田晋一,佐々木善浩,秋吉一成
    • Organizer
      第66回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2015-10-21   Modified: 2020-03-30  

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