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An integrated body-on-a-chip mimicking physiological parameters

Research Project

Project/Area Number 18H01849
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Kimura Hiroshi  東海大学, マイクロ・ナノ研究開発センター, 教授 (40533625)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小森 喜久夫  近畿大学, 工学部, 准教授 (60431813)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywordsマイクロ流体デバイス / Organ-on-a-chip / MPS / 生体模倣システム / 創薬 / 薬物動態 / 毒性試験 / 薬理・薬効 / ADME / Body-on-a-chip / マイクロ生理学モデル
Outline of Final Research Achievements

This study aims to construct a functionally integrated Organs-on-a-chip as a higher-order in vitro system to complement the discrepancy between in vivo and in vitro, which can reproduce nonlinear responses due to tissue/organ interactions and observe such phenomena. In this study, we have developed a design method of organs-on-a-chip that reproduces nonlinear responses by combining multiple organ models with enhanced physiological organ functions based on physiological parameters using organs-on-a-chip technology, and a real-time measurement method of the dynamics of each organ model within a single fluid network. We developed a method for real-time measurement of the dynamics of each organ model in a fluid network.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、Organ-on-a-chip技術によって生理学的臓器機能を向上させた複数の臓器モデルを生理学的パラメータにもとづいて結合することにより非線形的応答を再現するBody-on-a-chipの設計手法と、単一流体ネットワーク内における各臓器モデル動態のリアルタイム計測手法という、2つの学術的独自性の高い技術を開発した。本研究で開発されたOrgans-on-a-chipは、候補治療薬を投与することで治療効果のみではなく、他臓器への負担や副作用を同時に観測できるため、医療・創薬分野の発展に大きく寄与することができる。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (161 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 13 results) Presentation (116 results) (of which Int'l Joint Research: 31 results,  Invited: 45 results) Book (6 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (8 results) (of which Overseas: 1 results)

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    • ISSN
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      130007772609

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      130007641202

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  • [Presentation] Microphysiological System (MPS) Based on Microfluidic Technology for Pharmaceutical Science2022

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      H. Kimura
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      APSTJ Global Education Seminar 2022-1st
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マイクロ流体デバイス技術を活用したMicrophysiological system(MPS)のバイオDXに向けた取り組み2022

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      木村啓志
    • Organizer
      Laboratory Automation月例勉強会
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  • [Presentation] 培養環境の恒常性を実現するオンチップポンプ型Microphysiological systemの開発2022

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      日本機械学会2022年度年次大会
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      D. A. Kurniawan, K. Inamura, D. Mathieu, S. Funaoka, D. Aihara, T. Sakura, T. Kawanishi, H.Arakawa, Y. Kato, M. Nishikawa, H. Kimura, Y. Sakai
    • Organizer
      MPS WORLD SUMMIT 2022
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  • [Presentation] Evaluation of usefulness of coculture with MPS by drug efficacy test using kinetic-pump integrated microfluidic plate (KIM-Plate)2022

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      K. Shinha, H. Nakamura, M. Nishikawa, Y. Sakai, H. Kimura
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      MPS WORLD SUMMIT 2022
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  • [Presentation] A BioStation CT based automated imaging system for a function-integrated microphysiological system platform2022

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      H. Nakamura, W. Uchida, A. Sato, Y. Hara, T. Uozumi, J. Sakagami, H. Kimura
    • Organizer
      MPS WORLD SUMMIT 2022
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  • [Presentation] Microphysiological Systems (MPS) Based-on Microfluidic Devices for Commercialization2022

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      H. Kimura
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      IEEE-NEMS 2022
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  • [Presentation] マイクロ流体デバイス技術を基盤とする生体模倣システム(MPS)の実用化検討2022

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      木村啓志
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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      木村啓志
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    • Invited
  • [Presentation] 多臓器集積型生体模倣システムの実現に向けたスターラ駆動型オンチップポンプの開発2022

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      小見山槙, 榛葉健汰, 植田祐輝, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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      原夕賀, 佐藤新, 後藤智美, 中村寛子, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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  • [Presentation] 高次細胞アッセイ系に向けた肝細胞スフェロイド搭載型多臓器生体模倣システム2022

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      上田大貴, 榛葉健汰, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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  • [Presentation] 細胞アッセイ応用に向けた相分離法によるPDMS製多孔膜の開発2022

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      Jin Hong Yap, Hong Zhang, 岡村陽介, 木村啓志
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  • [Presentation] 近位尿細管Microphysiological Systemを用いた尿細管上皮細胞の機能評価と毒性試験への応用2022

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      後藤智美, 佐藤新, 原夕賀, 中村寛子, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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      何鎮陽, 垣内祐哉, 亀井結紀, 永田貴之, 古目谷暢, 福田紘大, 高橋俊, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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  • [Presentation] せん断応力負荷が可能なOrgan-on-a-chipの流体制御プラットフォームの開発2022

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      佐藤新, 原夕賀, 中村寛子, 後藤智美, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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      中村寛子, 西澤大仁栄流, 後藤智美, 吉岡孝広, 中谷徳幸, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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      榛葉健汰, 中村寛子, 木村啓志
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      東海大学マイクロ・ナノ啓発会【Tμne】第14回学術講演会
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      相原大知, 木村啓志
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      RINK FESTIVAL 2022
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  • [Presentation] カルチャーインサートと従圧式濾過流制御法を実装した糸球体生体模倣システムの開発2022

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      土肥浩太郎, 木村啓志, 南学正臣, 松永行子, 藤井輝夫
    • Organizer
      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
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      小森喜久夫, 碓井政貴, 畑野航平, 堀優真, 朱東晨, 廣納敬太, 時任文弥, 福田裕亮, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
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  • [Presentation] Kinetic-pump Integrated Microfluidic Plate (KIM-Plate)を用いた薬効評価試験2022

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      榛葉健汰, 中村寛子, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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      シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
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  • [Presentation] 高次細胞アッセイ系としての肝細胞スフェロイド搭載型多臓器生体模倣システム2022

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      上田大貴, 榛葉健汰, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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  • [Presentation] 電極搭載型Fluid3D-Xを用いた経上皮電気抵抗(TEER)測定システム2022

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      中村寛子, 西澤大仁栄流, 後藤智美, 吉岡孝広, 中谷徳幸, 木村啓志
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  • [Presentation] 近位尿細管Microphysiological System (MPS)を用いた薬剤毒性試験2022

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      後藤智美, 佐藤新, 原夕賀, 中村寛子, 木村啓志
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      K. Shinha, Y. Sakai, H. Kimura
    • Organizer
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      木村啓志
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      第22回協和キリン腎臓シンポジウム
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      木村啓志
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      堀 優真、福田裕亮、木村啓志、小森喜久夫
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      日本動物実験代替法学会第34回大会
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      内田和歌奈, 魚住孝之, 坂神純子, 清田泰次郎, 中村寛子, 木村啓志
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      第34回日本動物実験代替法学会
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      K. Shinha, W. Nihei, H. Nakamura, T. Kawanishi, H. Arakawa, K. Inamura, M. Nishikawa, Y. Kato, Y. Sakai, H. Kimura
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      micro TAS 2021
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      K. Doi, H. Kimura, M. Nangaku, Y.T. Matsunaga, T. Fujii
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      micro TAS 2021
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      Y. Ito, K. Shinha, H. Kimura
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      上田大貴, 榛葉健汰, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
    • Organizer
      日本機械学会2021年度 年次大会
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      日本機械学会2021年度 年次大会
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      榛葉健汰, 二瓶渉, 中村寛子, 後藤智美, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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      日本機械学会2021年度 年次大会
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      堀優真, 福田裕亮, 木村啓志, 小森喜久夫
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      ISUPEN2021
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  • [Presentation] 薬物毒性評価のための高次腎臓モデル:糸球体オンチップデバイス2021

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      木村啓志
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      木村啓志
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      Jin Hong Yap, Hong Zhang, 岡村陽介, 木村啓志
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      上田大貴, 榛葉健汰, 伊藤優冶, 西川昌輝, 酒井康行, 木村啓志
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      細胞アッセイ研究会
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      木村啓志
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      PRiME 2020
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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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