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Three-dimensional cell assembly and muscle tissue formation for biohybrid robotic system

Research Project

Project/Area Number 26709013
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Akiyama Yoshitake  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (80585878)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥24,310,000 (Direct Cost: ¥18,700,000、Indirect Cost: ¥5,610,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2014: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
Keywordsバイオハイブリッド / 組織工学 / バイオMEMS / 磁気アルキメデス効果 / 細胞アセンブリ / バイオアクチュエータ / マイクロマシン / マイクロ・ナノデバイス / バイオMEMS
Outline of Final Research Achievements

Bio-hybrid devices are based on the integration of living biological objects and artificial mechanical structures. We aim to construct a muscle tissue directly on a microstructure to realize a biohybrid device that utilizes muscle tissue as its actuator. In this study, we assembled rat cardiomyocytes around two micropillars three-dimensionally by magnetic levitation based on the magneto-Archimedes effect. Finally, we confirmed that the constructed myocardial tissues contracted in response to the electrical stimulation and the contractions deformed the micropillars.

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2018 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 逆転の発想で,細胞を磁場であやつる2018

    • Author(s)
      秋山佳丈
    • Journal Title

      生物工学会誌

      Volume: 96(39) Pages: 143-143

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      秋山佳丈
    • Journal Title

      ケミカルエンジニヤリング

      Volume: 62 Pages: 35-41

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    • Author(s)
      2.K. Uesugi, K. Shimizu, Y. Akiyama, T. Hoshino, K. Iwabuchi, K. Morishima
    • Journal Title

      Soft Robotics

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 13-22

    • DOI

      10.1089/soro.2015.0014

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      札幌コンベンションセンター(札幌市)
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      2016-12-15
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      Nagoya University (Nagoya)
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      2016-11-28
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      M. Shinose, A. Ueno, S. Yamaguchi, Y. Akiyama
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      29th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2016)
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      ANA Crowne Plaza (Kyoto)
    • Year and Date
      2016-11-08
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      Y. Akiyama, J. Sugihara
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      The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2016)
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  • [Presentation] 磁気アルキメデス効果を利用したラベルフリー細胞凝集2016

    • Author(s)
      秋山佳丈
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      細胞凝集研究会2016
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      札幌ANAホテル(札幌市)
    • Year and Date
      2016-09-09
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  • [Presentation] ラベルフリー磁気アセンブリによる3次元組織構築に向けた取り組み2016

    • Author(s)
      秋山佳丈
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      化学工学会 第48回秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島市)
    • Year and Date
      2016-09-06
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  • [Presentation] バイオハイブリッドロボット創成に向けた3次元筋細胞凝集体の灌流培養2016

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      杉原惇嗣,秋山佳丈
    • Organizer
      第55回 日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場・富山市民プラザ(富山市)
    • Year and Date
      2016-04-26
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  • [Presentation] 閉鎖空間内における電磁石を利用した微小生体組織のラベルフリー磁気操作2016

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      渡辺彬生,秋山佳丈
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      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第33回研究会
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      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-04-25
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  • [Presentation] 磁気走査型細胞パターニングデバイス開発に向けた基礎的検討2016

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      秋山佳丈,柴田健吾,秋山義勝,大和雅之
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      第15回日本再生医療学会総会
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      大阪国際会議場(大阪市)
    • Year and Date
      2016-03-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ラベルフリー磁気アセンブリによる細胞の2次元パターニング2016

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      秋山佳丈
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      日本機械学会 第28回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-01-09
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  • [Presentation] ラベルフリー磁気アセンブリによるバイオハイブリッドロボットの創成 -蛍光ビーズ凝集体の形状制御に関する検討-2015

    • Author(s)
      杉原惇嗣,秋山佳丈
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      第16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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      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-12-14
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  • [Presentation] Influence of Droplet Size to Cell Viability in Flash Freezing Method2015

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      26th 2015 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)
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      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2015-11-23
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      Y. Akiyama
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      International Conference on Biofabrication 2015
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      Utrecht (Netherlands)
    • Year and Date
      2015-11-07
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  • [Presentation] 電磁石デバイスを用いたラベルフリー磁気アセンブリの均一性評価2015

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      渡辺彬生, 秋山佳丈
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      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      2015-10-28
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  • [Presentation] バイオハイブリッドロボット創成に向けたマイクロピラー間への3次元筋細胞凝集体形成2015

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      杉原惇嗣,秋山佳丈
    • Organizer
      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • Year and Date
      2015-10-28
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    • Author(s)
      秋山佳丈
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      日本機械学会 2015年度年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学( 札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-13
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  • [Presentation] 微細加工を利用したバイオハイブリッドロボティクスに向けた取り組み2015

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      秋山佳丈
    • Organizer
      バイオイオロボティクス特別講演会
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      長野(信州大学繊維学部)
    • Year and Date
      2015-02-23
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  • [Presentation] ラベルフリー磁気アセンブリによるバイオマイクロロボットの創成に向けて-3次元細胞アセンブリにおける高さ制御に関する検討-2014

    • Author(s)
      秋山佳丈,杉原惇嗣
    • Organizer
      第15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
    • Place of Presentation
      東京(東京ビックサイト)
    • Year and Date
      2014-12-15 – 2014-12-17
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      杉原惇嗣,秋山佳丈
    • Organizer
      信州ロボット研究会
    • Place of Presentation
      長野(信州大学工学部)
    • Year and Date
      2014-10-23
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  • [Presentation] バイオと機械の融合に向けた取り組み2014

    • Author(s)
      秋山佳丈
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      計測自動制御学会 中部支部シンポジウム2014
    • Place of Presentation
      長野(信州大学工学部)
    • Year and Date
      2014-09-19
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  • [Presentation] Three-dimensional Biofabrication toward Biohybrid Microdevices2014

    • Author(s)
      Y. Akiyama
    • Organizer
      he 15th International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia (IUMRS-ICA)
    • Place of Presentation
      Fukuoka (Fukuoka University)
    • Year and Date
      2014-08-23 – 2014-08-30
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    • Author(s)
      秋山佳丈,森島圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2014
    • Place of Presentation
      富山(富山市総合体育館)
    • Year and Date
      2014-05-25 – 2014-05-29
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  • [Remarks] 筋肉で動くマイクロロボット

    • URL

      http://biohybrid.chips.jp/?page_id=6

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 三次元造形体及びその製造方法2017

    • Inventor(s)
      秋山佳丈,鈴木大介,湊遙香
    • Industrial Property Rights Holder
      信州大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
    • Related Report
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞パターニング装置及び細胞パターニング方法2015

    • Inventor(s)
      秋山佳丈
    • Industrial Property Rights Holder
      信州大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-178107
    • Filing Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2019-03-29  

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