Active dynamic manipulation and regenerative technique for damaged cells by using 3-D micro dynamic stimulation

• Project/Area Number: 19360106
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Dynamics/Control
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: KOSAWADA Tadashi Yamagata University, 大学院・理工学研究科, 教授 (10143083)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FENG Zhonggang 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10332545) ; GOTOU Kaoru 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2009: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2008: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2007: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 細胞 / 動的力学刺激 / 3次元センサ・アクチュエータ / 培養ヒト骨芽細胞 / 蛍光観察 / ストレスファイバー制御 / 細胞活性化 / 3次元センサーアクチュエータ / 損傷回復 / 蛍光染色 / 内部構造評価 / コンプライアンス

Research Abstract

A new micro actuator-sensor device was developed to induce mechanical local stimulation and to detect local mechanical cellular response. Then, an experimental system was established for cultured adhesive cells. The developed micro device has potentials as notonly a sensor to evaluate local mechanical property but also as an actuator to enforce mechanical local stimulation onto cultured living adhesive cells. The method has shown that the importance and effectiveness of the mechanical stimulations upon cellular activity particularly in the aspect of regenerative technique.

Research Products

• [Journal Article] Dynamic actuation and sensing micro-device for mechanical response of cultured adhesive cells (2010)
  • Author(s): K. Konno, T. Kosawada, M. Suzuki, T. Nakamura, Z. Feng, Y. Hozumi, K. Goto
  • Journal Title: Microsystem Technologies Vol. 16, No. 6 Pages: 993-1000
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic actuation and sensing micro-device for mechanical response of cultured adhesive cells (2010)
  • Author(s): K.Konno, T.Kosawada, M.Suzuki, T.Nakamura, Z.Feng, Y.Hozumi, K.Goto
  • Journal Title: Microsystem Technologies Vol.16,No.6 Pages: 993-1000
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Active manipulation and recovery assisting system for damaged cells and tissues by the aid of three-dimensional micro dynamic stimulations (2009)
  • Author(s): Tadashi KOSAWADA
  • Journal Title: Research Papers of The Suzuken Memorial Foundation Vol. 26 Pages: 91-98
• [Journal Article] 圧電マイクロ3次元振動デバイスによる生体細胞の内部ストレス計測と損傷治療法 (2009)
  • Author(s): 小沢田正, 中村孝夫, 後藤薫, 馮忠剛
  • Journal Title: Nakatani Foundation of Electronic Measuring Technology Advancement Annual Report Vol. 23 Pages: 30-41
• [Journal Article] Active manipulation and recovery assisting system for damaged cells and tissues by the aid of three-dimensional micro dynamic stimulations (2009)
  • Author(s): 小沢田正
  • Journal Title: Research Papers of The Suzuken Memorial Foundation Vol.26 Pages: 91-98
• [Journal Article] 圧電マイクロ3次元振動デバイスによる生体細胞の内部ストレス計測と損傷治療法 (2009)
  • Author(s): 小沢田正, 中村孝夫, 後藤薫, 馮忠剛
  • Journal Title: Nakatani Foundation of Electronic Measurirg Technology Advancement Annual Report Vol.23 Pages: 30-41
• [Journal Article] 骨芽細胞のストレスファイバー制御と動的力学刺激の影響評価 (2009)
  • Author(s): 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Journal Title: Dynamics and Design Conference2009論文集 No.237(CD-ROM) Pages: 6-6
• [Journal Article] 3次元振動ステージによる細胞培養コントロールデバイスの開発 (2009)
  • Author(s): 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 後藤薫
  • Journal Title: Dynamics and Design Conference 2009論文集 No.238(CD-ROM) Pages: 6-6
• [Journal Article] 細胞骨格構造の制御と動的力学刺激に対する応答評価 (2009)
  • Author(s): 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Journal Title: 日本機械学会年次大会2009論文集 No.09-1 Pages: 203-204
• [Journal Article] 3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2009)
  • Author(s): 今野健一, 佐藤亮太, 小沢田正, 後藤薫
  • Journal Title: 日本機械学会年次大会2009論文集 No.09-1 Pages: 13-14
• [Journal Article] Development of Three-Dimensional Micro Vibration Stage and Its Application to Control device for Cell Culture (2008)
  • Author(s): Ken-ichi KONNO, Tadashi KOSAWADA, Hiroshi YAMAZAKI, Yasukazu HOZUMI, Kaoru GOTO
  • Journal Title: Journal of Biomechanical Science and Engineering Vol. 3, No. 1 Pages: 38-49
  • NAID: 130000079482
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 培養ヒト骨芽細胞に対する動的力学刺激付加マイクロデバイスの開発 (2008)
  • Author(s): 鈴木雅人, 中村健, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Journal Title: Dynamics and Design Conference 2008論文集 (CD-ROM), No.338 Pages: 1-6
• [Journal Article] 3次元マイクロ力学刺激を用いる細胞の培養コントロールシステム (2008)
  • Author(s): 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • Journal Title: Dynamics and Design Conference 2008論文集 (CD-ROM), No.341 Pages: 1-6
• [Journal Article] 細胞内小胞の形成と膜動輸送に及ぼすダイアフラムの影響 (2008)
  • Author(s): 五代聡也, 石澤尚大, 小沢田正
  • Journal Title: Dynamics and Design Conference 2008論文集 (CD-ROM), No.336 Pages: 1-6
• [Journal Article] 動的マイクロ力学刺激を用いたヒト骨芽細胞の操作・培養コントロール (2008)
  • Author(s): 中村健, 小沢田正, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛
  • Journal Title: 第51回自動制御連合講演会論文集 (CD-ROM), No.328 Pages: 1-6
  • NAID: 130005024975
• [Journal Article] 超小型3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2008)
  • Author(s): 今野健一, 小沢田正, 佐藤亮太, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • Journal Title: 第51回自動制御連合講演会論文集 (CD-ROM), No.327 Pages: 1-6
  • NAID: 130005024974
• [Journal Article] 血管内皮細胞貫通チャネルによる物質輸送・制御の解析とシミュレーション (2008)
  • Author(s): 石澤尚大, 小沢田正, 五代聡也
  • Journal Title: 第51回自動制御連合講演会論文集 (CD-ROM), No.327 Pages: 1-6
  • NAID: 130005024976
• [Journal Article] Development of Three-Dimensional Micro Vibration Stage and Its Application to Control Device for Cell Culture (2008)
  • Author(s): Ken-ichi Konno, Tadashi Kosawada, et. al.
  • Journal Title: Journal of Biomechanical Science and Engineering Vol.3,No.1 Pages: 38-49
  • NAID: 130000079482
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recovery Assisting System for Locally Damaged Egg Cell by Using Three-Dimensional Micro Vibration Devices (2007)
  • Author(s): Ken-ichi Konno, Tadashi KOSAWADA, Naoki Endo, Ryouta Sasaki
  • Journal Title: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference, Sapporo OS02-2-1(CD-ROM) Pages: 12-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parallel Cantilever Beam Vibrator System for Identification of Dynamic Properties of Biological Soft Tissue (2007)
  • Author(s): Tadashi KOSAWADA, S. Sasaki, Y. Kashiwazaki, Z. Feng, T. Nakamura
  • Journal Title: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference, Sapporo OS02-2-3(CD-ROM) Pages: 12-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recovery Assisting System for Locally Damaged Egg Cell by Using Three-Dimensional Micro Vibration Devices (2007)
  • Author(s): Ken-ichi Konno, Tadashi Kosawada, et. al.
  • Journal Title: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference OS2-2-1 Pages: 1-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Parallel Cantilever Beam Vibrator System for Identification of Dynamic Properties of Biological Soft Tissue (2007)
  • Author(s): Tadashi Kosawada, Shin Sasaki, Yohsuke Kashiwazaki, et. al.
  • Journal Title: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference OS2-2-3 Pages: 1-12
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 血管内皮細胞貫通チャネルの形成と物質輸送シミュレーション (2009)
  • Author(s): 石澤尚大, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会年次大会2009
  • Place of Presentation: 盛岡
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] 細胞骨格構造の制御と動的力学刺激に対する応答評価 (2009)
  • Author(s): 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会年次大会2009
  • Place of Presentation: 盛岡
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] 3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2009)
  • Author(s): 今野健一, 佐藤亮太, 小沢田正, 後藤薫
  • Organizer: 日本機械学会年次大会2009
  • Place of Presentation: 盛岡
  • Year and Date: 2009-09-14
• [Presentation] 骨芽細胞のストレスファイバー制御と動的力学刺激の影響評価 (2009)
  • Author(s): 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2009
  • Place of Presentation: 札幌(CD-ROM)
  • Year and Date: 2009-08-06
• [Presentation] 3次元振動ステージによる細胞培養コントロールデバイスの開発 (2009)
  • Author(s): 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 後藤薫
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2009
  • Place of Presentation: 札幌(CD-ROM)
  • Year and Date: 2009-08-06
• [Presentation] 動的マイクロ力学刺激を用いたヒト骨芽細胞の操作・培養コントロール (2008)
  • Author(s): 中村健, 小沢田正, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] 血管内皮細胞貫通チャネルによる物質輸送・制御の解析とシミュレーション (2008)
  • Author(s): 石澤尚大, 小沢田正, 五代聡也
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] 超小型3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2008)
  • Author(s): 今野健一, 小沢田正, 佐藤亮太, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] 培養ヒト骨芽細胞に対する動的力学刺激付加マイクロデバイスの開発 (2008)
  • Author(s): 鈴木雅人, 中村健, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • Place of Presentation: 横浜(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] 3次元マイクロ力学刺激を用いる細胞の培養コントロールシステム (2008)
  • Author(s): 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • Place of Presentation: 横浜(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] 細胞内小胞の形成と膜動輸送に及ぼすダイアフラムの影響 (2008)
  • Author(s): 五代聡也, 石澤尚大, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • Place of Presentation: 横浜(CD-ROM)
  • Year and Date: 2008-09-03
• [Presentation] 単一浮遊細胞内小胞の変形と周辺流れのメカニクス (2008)
  • Author(s): 小沢田正, 大内輔
  • Organizer: 日本機械学会東北支部第43期総会・講演会論文集
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-03-15
• [Presentation] 超小型3次元振動ステージを用いた細胞培養コントロールシステム (2007)
  • Author(s): 今野健一, 山崎浩, 小沢田正, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2007
  • Place of Presentation: 広島(CD-ROM)
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] 血管内皮細胞チャネルのダイナミクスと膜動輸送のシミュレーション (2007)
  • Author(s): 小沢田正, 小川聖志, 木村孝太
  • Organizer: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2007
  • Place of Presentation: 広島(CD-ROM)
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] 超小型3次元振動ステージを用いた細胞培養コントロールシステム (2007)
  • Author(s): 今野, 小沢田, 山崎, 他
  • Organizer: Dynamics & Design Conference 2007
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] 血管内皮細胞チャネルのダイナミクスと膜動輸送のシミュレーション (2007)
  • Author(s): 小沢田, 小川
  • Organizer: Dynamics & Design Conference 2007
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2007-09-28
• [Presentation] Recovery Assisting System for Locally Damaged Egg Cell by Using Three-Dimensional Micro Vibration Devices (2007)
  • Author(s): Ken-ichi Konno, Tadashi KOSAWADA, Naoki Endo, Ryouta Sasaki
  • Organizer: 12th Asia Pacific Vibration Conference, OS02-2-1
  • Place of Presentation: Sapporo(CD-ROM)
  • Year and Date: 2007-08-07
• [Presentation] Parallel Cantilever Beam Vibrator System for Identification of Dynamic Properties of Biological Soft Tissue (2007)
  • Author(s): Tadashi KOSAWADA, S. Sasaki, Y. Kashiwazaki, Z. Feng, T. Nakamura
  • Organizer: 12th Asia Pacific Vibration Conference, OS02-2-3
  • Place of Presentation: Sapporo(CD-ROM)
  • Year and Date: 2007-08-07
• [Presentation] 培養ヒト骨芽細胞に対する動的力学刺激付加マイクロデバイスの開発 (2007)
  • Author(s): 今野健一, 磯谷篤志, 荒井孝, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会第19回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-01-07
• [Presentation] マイクロ3次元振動アクチュエータの開発と受精卵細胞のローカルダメージ再生回復促進法への応用 (2007)
  • Author(s): 今野健一, 遠藤直樹, 佐々木亮太, 小沢田正
  • Organizer: 日本機械学会 第19回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-01-07
• [Remarks] ホームページ等
  • URL: http://kosawada_lab.yz.yamagata-u.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://kosawada_lab.yz.yamagata-u.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://kosawada_lab.yz.yamagata-u.ac.jp/