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マイクロ電気化学システムによる細胞接着の3次元操作

Research Project

Project/Area Number 18048004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

西澤 松彦  Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (20273592)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 安部 隆  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00333857)
梶 弘和  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70431525)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywordsマイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織 / 生体機能利用 / 組織工学 / バイオアッセイ / 細胞接着 / 共培養 / バイオメカニクス
Research Abstract

本研究は,電気化学反応によって細胞接着を操作する技術「電気化学バイオリソグラフィー」を3次元構造体への細胞接着の操作へ拡張し,細胞培養担体(スキャホールド)内部への異種細胞から成る反復構造の作製へのチャレンジである。先ず,ガラスとPDMSからなるマイクロ流路デバイスの内部に細胞の共培養系を作製する事に成功した。あらかじめ流路の内壁にマイクロ電極のアレイを作製しておき,流路内部をヘパリン被覆した後にKBr水溶液を充填して電極に1.5Vを印加すると,電極の対面部位のヘパリンが脱着して細胞接着性へと変化し,細胞培養が出来た。隣接するマイクロ電極で同様の操作を違う種類の細胞に対して行なうと,流路内に異種細胞を配列させ,共培養化する事ができた。次に,あらかじめ電極を配置しておく必要が無いシステムの開発を意図して,針電極による細胞接着誘導を検討した。シリコンゴムチューブの内壁をヘパリン修飾し,そこへ針電極を刺して上述の反応を行う事によって,電極を刺した領域のみに細胞接着を誘導できた。さらに共培養化も出来た。この結果は,3次元構造体の内部に共培養系を造り込むという当初の目的を達成した典型的な一例であるとともに,血管内皮細胞の培養によって,血管を模擬したせん断応力と引っ張り応力が負荷できるモデルとなる可能性を有している。これは血流と細胞動態との関連を探るトレース実験を可能とする,これまでに無かった実験系を提供する可能性を有している。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Localized Immobilization of Proteins onto Microstructures within a Preassembled Microfluidic Device2008

    • Author(s)
      M. Hashimoto, et. al.
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B 128

      Pages: 545-551

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stepwise Formation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing2007

    • Author(s)
      H. Kaji, et. al.
    • Journal Title

      Biotechnol. Bioeng. 98

      Pages: 919-925

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Patterning Cellular Motility Using an Electrochemical Technique and a Geometrically-Confined Environment2006

    • Author(s)
      H.Kaji
    • Journal Title

      Langmuir 22

      Pages: 10784-10787

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] On-Demand Patterning of Protein Matrices inside a Microfluidc Device2006

    • Author(s)
      H.Kaji
    • Journal Title

      Anal. Chem. 78

      Pages: 5469-5473

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Arrangement of Cells within semi-Closed Space with Microelectrode-Based Technique2007

    • Author(s)
      M. Hashimoto, et. al.
    • Organizer
      Micro Total Analysis Systems 2007
    • Place of Presentation
      Paris cite des Sciences et de 1'Industrie
    • Year and Date
      2007-10-07
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Generation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing Using a Microelectrode Technique and Electrostatic Assembly2007

    • Author(s)
      H. Kaji, et. al.
    • Organizer
      29th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • Place of Presentation
      Lyon Convention Center "cite Internationale"
    • Year and Date
      2007-08-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 動物実験代替のためのバイオマテリアル・デバイス2007

    • Author(s)
      梶弘和
    • Publisher
      シーエムシー
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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