Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
再生医療や創薬研究において，作業の効率化や動物実験等の実施が難しくなっている等の理由から，生体機能の一部を模倣することが可能なバイオニックシミュレータが必要とされている．本研究は，生体から摘出した器官をマイクロ流体チップに外植し，生体機能の一部を機械システムと融合させて継続的な機能維持を図る“Organ-Explant-Chip”を新たに提案する．２５年度は，昨年度提案したニワトリ胚の心臓を用いるOrgan-Explant-Chipによるバイオニックシミュレータを利用して，心臓の循環系を再構築し，薬剤投与に伴う拍動変化を画像処理によって計測した．交感神経を刺激する心臓作動薬としてはアドレナリン作動薬であるイソプロテレノール(ISO)を，副交感神経を刺激する試薬としてはコリン作動薬であるカルバコール(CHH)を用いた．交感神経の活性化は，房室結節より活動電位を発生する頻度が高まり，心拍数が上昇する．一方，副交感神経の活性化は，心拍数・心筋の収縮力が低下する．アドレナリン作動薬であるISO 0.1 µMを循環（10 µL/s）させ場合，外植した心臓の心拍数は80 times/minとなりコントロール（40 times/min）と比較して約２倍増大した．一方で，コリン作動薬であるCHH 0.1 µMを循環（10 µL/s）させた場合，心拍数は30 times/minとなった．このことから，外植した心臓が通常の心臓と同じ機能を維持していることが確認された．さらには，試薬濃度において心臓の心拍数に変化を生じさせることができたことから，生体器官を用いたバイオニックシミュレータとしての応用可能性も確認することができた．
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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生物工学会誌
Volume: 92 Pages: 80-80
Journal of Robotics and Mechatronics
Volume: 25 Pages: 690-697
Procedia CIRP
Volume: 5 Pages: 205-209
10.1016/j.procir.2013.01.041
Biomed Microdevices
Volume: 14 Issue: 6 Pages: 1085-1093
10.1007/s10544-012-9713-0
http://bio-asm.jp/
http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/
