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Egg-in-Cube: 3D shaping of blood vessels of chick embryo using functionalized artificial eggshell

Research Project

Project/Area Number 18H01395
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

Kawahara Tomohiro  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (20575162)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 有紀  九州大学, 医学研究院, 准教授 (90508186)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords生体シミュレータ / ニワトリ胚 / 機能性人工殻 / 血管誘導 / 力学刺激応答計測
Outline of Final Research Achievements

We have developed a novel biomedical platform which consists of a cubic artificial eggshell containing a chick embryo. In addition, we have established a methodology to induce blood vessels to the desired position of the eggshell by assembling the channels and the chambers on the surface of the eggshell. In this project, we developed a 3D blood vessel shaping by applying the blood vessel induction technique which is mainly based on a self-pumping mechanism of chick embryo. Our approach (spatially-arranged blood vessels) is a powerful tool for biomedical research, which afford exciting applications in studies involved in mechanical local stimulation of blood vessels with actual cardiovascular system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,血管形成を3次元的かつ局所的な空間に誘導する学理に関する1つの方法論を構築できた.今後は,より複雑な形状を有する構造体を用いた誘導や複数血管の並列誘導への応用が考えられる.また,3次元的に部分誘導した血管には局所的な力学刺激が可能であるため,刺激前後の血管壁の細胞や血球の応答・形態変化について実際の循環器を用いた試験が可能である.本研究では,微細な血管内に微粒子を打ち込む技術や血管の様子を長時間にわたって観察可能な技術等についても開発を進めることができた.したがって,今後はこれらの技術を統合することで,薬剤試験や微細手術トレーニングなどへの幅広い展開が期待できる.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Three-motorized-stage cyclic stretching system for cell monitoring based on chamber local displacement waveforms2019

    • Author(s)
      Wenjing Huang, Sheng Zhang, Belal Ahmad, and Tomohiro Kawahara
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 9(8) Issue: 8 Pages: 1560-1560

    • DOI

      10.3390/app9081560

    • NAID

      120006649517

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニワトリ胚を用いたバイオ医療プラットホームの開発と応用2020

    • Author(s)
      川原知洋
    • Organizer
      次世代スーパーマイクロサージャリー研究会
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    • Invited
  • [Presentation] 透明人工殻内で培養したニワトリ胚微細血管への微粒子注入と観察2019

    • Author(s)
      上田倫也,川原知洋
    • Organizer
      第42回日本バイオレオロジー学会年会
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  • [Presentation] ニワトリ胚微細血管へのマイクロンジェション技術の開発2019

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      上田倫也,川原知洋
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      日本機械学会2019年度年次大会
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  • [Presentation] Chick Embryo based Microcirculation Platform for Biomedical Applications2019

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      Tomohiro Kawahara
    • Organizer
      16th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2019)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 本物の微小循環器系が利用できるナノロボコン用実験プラットホーム2019

    • Author(s)
      川原知洋
    • Organizer
      SICE 分子ロボティクス研究会・JST 分子ロボット倫理研究会合同研究会
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  • [Presentation] Egg-in-Cube:実際の循環器系を用いることができるバイオ医療プラットホームの開発2019

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      上田倫也,川原知洋
    • Organizer
      第20回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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  • [Presentation] 生体と機械のスマートインテグレーション2019

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      川原知洋
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      日本機械学会機素潤滑設計部門「ヒューマン・マシン・インターフェイス設計研究会」,
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  • [Presentation] 透明人工殻を用いたニワトリ胚の三次元的血管誘導メカニズムの考察と応用2018

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      福田将大,谷口発至,川原知洋
    • Organizer
      第31回バイオエンジニアリング講演会
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      川原知洋
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    • Invited
  • [Presentation] Microrobotic Platform for Biomedical Applications2018

    • Author(s)
      Tomohiro Kawahara
    • Organizer
      Translational Imaging Center Seminar at University of Southern California
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    • Invited
  • [Remarks] 川原研究室webページ

    • URL

      https://www.lsse.kyutech.ac.jp/~kawahara/

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  • [Remarks] 川原研究室webページ

    • URL

      http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~kawahara/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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