Development of vascular-like network for creating three-dimensional tissues

• Project/Area Number: 25820383
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: TAKEI Takayuki 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (90468059)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 血管 / 再生医療 / 三次元組織 / 血管網 / ファイバー / 毛細血管

Outline of Final Research Achievements

We fabricated an engineered vascular-like network comprised assembled hollow alginate hydrogel microfibers. The distance between each flow microchannel (hollow core portions of the microfibers) were set to approximately 100 μm by using microfibers with a gel thickness of approximately 50 μm. Human hepatoblastoma cell line proliferated in the gel portions of the microfibers and maintained their specific function during perfusion culture for 7 days. These results showed that the novel vascular-like networks fabricated here have the potential to allow the creation of volumetric tissues in vitro.

Research Products

• [Journal Article] Fabrication of uniformly cell-laden porous scaffolds using a gas-in-liquid templating technique (2015)
  • Author(s): Takayuki Takei, Ryuta Aokawa, Takamasa Shigemitsu, Koei Kawakami, Masahiro Yoshida
  • Journal Title: Journal of Bioscience and Bioengineering Volume: in press Issue: 5 Pages: 577-581
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2015.03.017
  • NAID: 110010017125
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Necrotic regions are absent in fiber-shaped cell aggregates, approximately 100 μm in diameter (2015)
  • Author(s): Takayuki Takei, Jyunpei Kitazono, Sadao Tanaka, Hiroto Nishimata, Masahiro Yoshida
  • Journal Title: Artificial Cells, Nanomedicine and Biotechnology Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 動物細胞包括中空ヒドロゲルファイバーを用いた小口径血管様構造体の作製 (2014)
  • Author(s): 武井 孝行, 岸原 尚也, 吉田 昌弘
  • Journal Title: 科学・技術研究 Volume: 3 Pages: 133-136
  • NAID: 130004972863
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Alkali-treated Collagen Hydrogels Incorporating Basic Fibroblast Growth Factor for Enhanced Angiogenesis (2014)
  • Author(s): Takayuki Takei, Hiroki Yoshitomi, Masahiro Yoshida
  • Journal Title: Journal of Chemical Engineering of Japan Volume: -
  • NAID: 130004145817
  • Peer Reviewed
• [Presentation] バイオマテリアルとしての工学的応用展開を目指した新規機能性ヒドロゲルの創製 (2015)
  • Author(s): 武井孝行
  • Organizer: 化学工学会第80年会
  • Place of Presentation: 芝浦工業大学（東京都・江東区）
  • Year and Date: 2015-03-19 – 2015-03-21
  • Invited
• [Presentation] 発泡法を応用した多孔質スキャホールドへの細胞の均一固定化法 (2014)
  • Author(s): 武井孝行，重光孝政，吉田昌弘
  • Organizer: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • Year and Date: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [Presentation] 発泡法を利用した動物細胞均一固定化多孔質スキャホールドの作製 (2014)
  • Author(s): 武井孝行，青川竜大，重光孝政，吉田昌弘
  • Organizer: 化学工学会第46秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 細胞包括中空ゲルファイバーを使用した新規生体組織作製方法の開発 (2014)
  • Author(s): 北園純平，武井孝行，大角義治，吉田昌弘
  • Organizer: 化学工学会第46秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 管状生体組織構築用の細胞接着性を有する中空ゲルファイバーの開発 (2014)
  • Author(s): 寺園圭太，武井孝行，大角義浩，吉田昌弘
  • Organizer: 化学工学会第46秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 血管構築用の細胞接着性を有する中空ゲルファイバーの作製 (2014)
  • Author(s): 寺園圭太，武井孝行，大角義浩，吉田昌弘
  • Organizer: 第25回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
  • Place of Presentation: ANAホリデイ・インリゾート宮崎（宮崎県・宮崎市）
  • Year and Date: 2014-07-26
• [Presentation] 管状生体組織構築用の中空ゲルファイバーの開発 (2014)
  • Author(s): 寺園圭太，武井孝行，大角義浩，吉田昌弘
  • Organizer: 第51回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: AIMビル（福岡県・北九州市）
  • Year and Date: 2014-06-28
• [Presentation] 中空ゲルファイバーを利用した細胞凝集塊サイズの制御方法の開発 (2013)
  • Author(s): 北園純平, 武井孝行, 吉田昌弘
  • Organizer: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州市
• [Presentation] アルカリ処理コラーゲンゲルの作製および血管新生療法への応用 (2013)
  • Author(s): 吉冨滉生, 武井孝行, 吉田昌弘
  • Organizer: 第50回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州市
• [Presentation] Calcium-alginate hydrogel hollow microfibers for production of filament-like tissues (2013)
  • Author(s): Takayuki Takei, Zyunpei Kitazono, Masahiro Yoshida
  • Organizer: 19th International Symposium on Microencapsulation
  • Place of Presentation: スペイン
• [Presentation] 中空ゲルファイバーを利用した細胞凝集塊の作製 (2013)
  • Author(s): 北園純平, 武井孝行, 大角義浩, 吉田昌弘
  • Organizer: 化学工学会第45回秋季大会
  • Place of Presentation: 岡山市
• [Presentation] Fabrication of linear tissue-like construct using hollow gel fibers (2013)
  • Author(s): Junpei Kitazono, Takayuki Takei, Yoshihiro Ozuno, Masahiro Yoshida
  • Organizer: The 26th International Symposium on Chemical Engineering
  • Place of Presentation: 韓国