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Development of pressure driven liver-on-a-chip: In vitro long-term perfusion culture of three-dimensional liver tissue

Research Project

Project/Area Number 17K19018
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Chemical engineering and related fields
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Sugiura Shinji  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10399496)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords組織工学 / 細胞 / 細胞・組織 / マイクロ流体デバイス / 灌流培養
Outline of Final Research Achievements

In recent years, Microphysiological systems have been attracting attention as a next-generation research tool for drug discovery to provide a physiological response using human-derived cells in vitro. In this study, we developed a three-dimensional tissue circulation culture device, which is a microfluidic device capable of culturing while placing a three-dimensional tissue on a porous membrane and applying a pressure gradient on the tissue. When human hepatoma-derived cells HepG2 were cultured using this culture device, the albumin production amount was about 70% of that cultured in the conventional culture dish on the 20th day of the culture, even though the culture area was about 2 orders of magnitude smaller than the monolayer culture in the conventional culture dish.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

肝臓は薬物代謝の主要な臓器であり、三次元肝組織の灌流培養による臓器機能の長期維持が期待されている。また、我々は圧力駆動型の循環培養による多臓器連結培養について研究する中で、多臓器連結培養系においては培養面積の限られる中での細胞活性の維持が重要との認識を持っている。本研究の成果はこれらの課題の解決につながる一つのアプローチとなると考えられる。産業面では、現時点で創薬分野で利用可能な三次元組織はスフェロイドに限定されていると言ってよく、本研究で開発されたLiver-on-a-chipは、薬物代謝や薬物相互作用を解析するための創薬デバイスとして重要な物となると期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2020 2019 2018 2017

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (7 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Presentation] 圧力駆動型3次元組織循環培養デバイスを用いたHepG2細胞の循環培養2019

    • Author(s)
      杉浦 慎治、佐藤 琢、進 和美、長崎 玲子、金森 敏幸
    • Organizer
      細胞アッセイ研究会 2019年度シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 3D PERFUSABLE LIVER-ON-A-CHIP DEVELOPPED ON A PNEUMATIC PRESSURE-DRIVEN CIRCULATION CUTLURE PLATFORM2018

    • Author(s)
      T. Satoh, R. Nagasaki, S. Sugiura, A. Nagasaki and T. Kanamori
    • Organizer
      The Twenty Second International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (?TAS 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3次元組織循環培養法で作製したLiver-on-a-Chipの開発と機能解析2018

    • Author(s)
      佐藤 琢、長崎 玲子、杉浦 慎治、長崎 晃、金森 敏幸
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元組織循環培養法で作製したLiver-on-a-Chipの機能解析 Functional analysis of perfusable 3D liver-on-a-chip2018

    • Author(s)
      佐藤 琢、長崎 玲子、杉浦 慎治、長崎 晃、金森 敏幸
    • Organizer
      第25回HAB研究機構学術年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Pneumatic Pressure-Driven Multi-Throughput Organs-On-A-Chip2017

    • Author(s)
      Shinji Sugiura
    • Organizer
      IEEE-NEMS 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 創薬におけるインビトロ試験の信頼性向上へ向けたOrgans-on-a-chipの開発2017

    • Author(s)
      杉浦 慎治
    • Organizer
      第55回日本人工臓器学会大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Organs-on-a-chipを用いたインビトロアッセイの産業化に向けた取り組み2017

    • Author(s)
      杉浦 慎治、金森 敏幸
    • Organizer
      第69回日本生物工学会大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] CELL CULTURE APPARATUS AND CELL CULTURE METHOD2023

    • Inventor(s)
      杉浦 慎治、佐藤 琢、長崎 玲子、金森 敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      Products Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞培養装置および細胞培養方法2023

    • Inventor(s)
      杉浦慎治、佐藤琢、長崎玲子、金森敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Acquisition Date
      2023
    • Related Report
      Products Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞培養装置および細胞培養方法2022

    • Inventor(s)
      杉浦 慎治、佐藤 琢、長崎 玲子、金森 敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Acquisition Date
      2022
    • Related Report
      Products Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞培養装置および細胞培養方法2022

    • Inventor(s)
      杉浦慎治、佐藤琢、長崎玲子、金森敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-075445
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      Products Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞培養装置および細胞培養方法2020

    • Inventor(s)
      杉浦 慎治, 佐藤 琢, 長綺 玲子, 金森 敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-542024
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      Products Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] CELL CULTURE APPARATUS AND CELL CULTURE METHOD【和訳】細胞培養装置および細胞培養方法2020

    • Inventor(s)
      杉浦 慎治, 佐藤 琢, 長綺 玲子, 金森 敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      Products Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞培養装置および細胞培養方法2017

    • Inventor(s)
      杉浦慎治、佐藤琢、長崎玲子、金森敏幸
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-176137
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-07-21   Modified: 2025-03-27  

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