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心筋組織、人工リンパ節の3次元アセンブリ

Publicly Offered Research

Project AreaHyper Bio Assembler for 3D Celluler Innovation
Project/Area Number 26106713
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

中村 真人  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (90301803)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Keywordsバイオプリンティング / バイオファブリケーション / バイオアセンブラ / プレカルチャー / プレ組織 / 組織パーツ / 人工リンパ節 / 3次元組織工学 / 心筋 / 鋳型造形 / 3次元造形 / ケモカイン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「アセンブリ技術」をキーワードに、人工心筋組織と人工リンパ節組織を対象に、心筋組織のスケールアップと3次元構造内部の細胞構成の制御にチャレンジすることを目的に取り組んだ。
心筋組織は、心筋細胞が一方向に配向して存在する。そこで本研究では、心筋細胞が配向した心筋パーツをアセンブリしてスケールアップする構想のもと、配向した心筋組織パーツの作製に取り組んだ。パターン基板上でパターン培養(プレ培養)を行うことにより配向した筋組織を作ることができ、また、配向し始めたプレ組織を積層転写で複合化することも示せた。また、マイクロモールドをデザインして作製し、心筋細胞でのマイクロ鋳型培養を行った。細胞接着性ゲルの併用で細胞増殖もハンドリング性もよくなった。作製した心筋パーツは、心筋細胞の配向性を持ち、アドレナリン薬剤負荷にも反応した。有効な心筋パーツとみなせる。さらに作製した心筋組織パーツをハンドリングして、積層したり連結することにも成功した。バイオアセンブリングのコンセプトを実証することができた。
人工リンパ節に関しては、コラーゲン結合性ケモカインを3次元で配することを目指して、従来使用してきたアルギン酸分子にコラーゲンペプチドを固定する方法を開発した。粘度の問題から高粘度でも吐出可能な特殊紡糸ノズルによる押し出し法の利用で、コラーゲンペプチドを配した3次元構造体の作製ができた。共同研究で並行して合成してもらったコラーゲン結合性ケモカインがすでに合成済であるので、近日動物実験に移る予定である。
また、本研究班内での情報交換により、有効なマイクロ流路リアクター技術を学んだ。内部構造をデザインし手構築した3次元人工リンパ節組織のin vitro評価系の開発を目指せるところに進むことができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 24 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Biofabrication: reappraising the definition of an evolving field.2016

    • Author(s)
      Groll J, Boland T, Blunk T, Burdick JA, Cho DW, Dalton PD, Derby B, Forgacs G, Li Q, Mironov VA, Moroni L, Nakamura M, Shu W, Takeuchi S, Vozzi G, Woodfield TB, Xu T, Yoo JJ, Malda J,
    • Journal Title

      Biofabrication.

      Volume: 8(1) Issue: 1 Pages: 013001-013001

    • DOI

      10.1088/1758-5090/8/1/013001

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bioprinting with pre-cultured cellular constructs towards tissue engineering of hierarchical tissues.2015

    • Author(s)
      Nakamura M, Mir T A, Arai K, Ito S, Yoshida T, Iwanaga S, Kitano H, Obara C, Nikaido T..
    • Journal Title

      International Journal of Bioprinting

      Volume: 1(1) Issue: 1 Pages: 39-48

    • DOI

      10.18063/ijb.2015.01.007

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 3Dバイオプリンティングの国内外の現状と課題、2015

    • Author(s)
      荒井健一、中村真人、
    • Journal Title

      実験医学特集号『医療・創薬に向けた立体臓器をつくる:細胞の性質を利用し、工学的に組み上げる』

      Volume: 33(8) Pages: 1266-1272

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  • [Journal Article] ヒトの組織を3次元印刷2015

    • Author(s)
      中村真人、荒井健一
    • Journal Title

      人工臓器学会誌

      Volume: 44(1),

    • NAID

      130005099709

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  • [Journal Article] バイオプリンティング:バイオプリンタ遠隔操作制御の試み,2015

    • Author(s)
      戸田英樹,荒井健一,堀江三喜男,中村真人、
    • Journal Title

      システム制御情報学会「システム/制御/情報 」,

      Volume: 59(8)

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  • [Journal Article] 、3Dバイオプリンティングの国内外の現状と課題、実験医学特集号『医療・創薬に向けた立体臓器をつくる:細胞の性質を利用し、工学的に組み上げる』2015

    • Author(s)
      荒井健一、中村真人
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 33(8), Pages: 1266-1272

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  • [Journal Article] 生体組織作製を目指す3D バイオプリンターの開発、2014

    • Author(s)
      荒井健一、中村真人、
    • Journal Title

      高分子

      Volume: 63 (8) Pages: 530-531

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  • [Journal Article] [次世代組織工学] 細胞プリンティング、2014

    • Author(s)
      中村真人、荒井健一、戸田英樹、小原千寿香
    • Journal Title

      最新医学

      Volume: 69(7,Supple) Pages: 1465-1477

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  • [Presentation] Bio-Fabrication of Hierarchical Tissues: Bio-Printing and Bio-Assembly with Pre-Cultured Tissue Components2016

    • Author(s)
      Nakamura M,
    • Organizer
      2016 MRS Spring Meeting
    • Place of Presentation
      Phoenix, Arizona, USA
    • Year and Date
      2016-03-31
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  • [Presentation] 心筋とリンパ節のバイオアセンブリ2016

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      塚本佳也、荒井健一、加藤陸、杉本和之、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • Organizer
      新学術領域「超高速バイオアセンブラ」公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-22
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  • [Presentation] ヒトの組織を3次元印刷:~2次元印刷から3次元造形へ、そして臓器構築の時代へ~、2016

    • Author(s)
      中村真人、塚本佳也、荒井健一、Tanveer Mir Ahmad、杉本和之、戸田英樹、
    • Organizer
      第15回 日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-03-18
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    • Invited
  • [Presentation] 心筋組織を模倣した三次元組織構築のためのゲルScaffoldを用いた心筋組織パーツ作製の検討,2016

    • Author(s)
      塚本佳也、荒井健一、加藤陸、杉本和之、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • Organizer
      第15回 日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-03-18
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  • [Presentation] Biofabrication of Hierarchical Tissues: Bio-assembly with Pre-cultured Pre-tissue Components2016

    • Author(s)
      Nakamura M
    • Organizer
      The 19th US-Japan Cellular and Gene Therapy Conference; 3D Modeling and Printing of Tissues and Organs;
    • Place of Presentation
      FDA White Oak Campus, Maryland, USA
    • Year and Date
      2016-03-10
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生命工学・再生医工学から見た塑性加工分野への期待、2016

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      塑性学会北陸支部講演会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2016-03-08
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    • Invited
  • [Presentation] 3Dプリンターを応用した配向する心筋組織作製、2015

    • Author(s)
      塚本佳也、加藤陸、杉本和之、荒井健一、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • Organizer
      平成27年度日本生体医工学会北陸支部大会、2015年12月、(研究奨励賞受賞)
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2015-12-12
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  • [Presentation] 「生きた3次元臓器を作る研究のあゆみ:バイオプリンティングからオーガンファブリケーションへ」2015

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      平成27年度生命融合科学教育部シンポジウム「 医療と3D 」
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2015-12-01
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    • Invited
  • [Presentation] パネルディスカッション「人工臓器における3Dプリンターの応用」2015

    • Author(s)
      中村真人、米川元樹、
    • Organizer
      第53回日本人工臓器学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-11-20
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    • Invited
  • [Presentation] Biofabrication: Challenging on 3D fabrication with biological living materials,2015

    • Author(s)
      Nakamura M,
    • Organizer
      The 9th International Workshop on Microfactories" (IWMF 2014),
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-10-06 – 2015-10-08
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  • [Presentation] 「3Dプリンターで本物の臓器は作れるのか?:3Dプリンターの医療への応用について」2015

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      電子情報技術産業協会(JEITA) 「ヘルスケアデバイス・システム技術分科会」:
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-25
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  • [Presentation] 3次元培養のための酸素イメージング法の開発、2015

    • Author(s)
      土井尚俊、鈴木正康、中村真人
    • Organizer
      第10回北陸化学工学研究交流会
    • Place of Presentation
      福井
    • Year and Date
      2015-08-29
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  • [Presentation] 逃げ切れ日本の医療:再生医工学のインフラを作れ!2015

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      バイオアセンブラ第9回公開シンポジウム:
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-07-02
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  • [Presentation] 動物性集合胚の取扱いに係る科学的観点からの検討について「工学による組織作製:Bioprinting & Biofabrication」2015

    • Author(s)
      中村真人、
    • Organizer
      第10回動物性集合胚の取扱いに関する作業部会:
    • Place of Presentation
      東京(文科省)
    • Year and Date
      2015-06-10
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  • [Presentation] 鋳型造形法による細胞ファイバー作製、2015

    • Author(s)
      塚本佳也、荒井健一、木下耕史、廣野恵一、市田蕗子、中村真人、
    • Organizer
      日本組織培養学会第87回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-05-29 – 2015-05-30
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  • [Presentation] 3Dプリンターの再生医療への応用について:2015

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      第90回日本医療機器学会大会:3Dプリンターの再生医療への応用について:
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-05-29
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    • Invited
  • [Presentation] The fabrication of hepatocyte culture device with sandwich gel by using 3D bioprinter2015

    • Author(s)
      Arai K, Yoshida T, Tsukamoto Y, Okabe T, Koike C, Nikaido T, Akaike T, Nakamura M,
    • Organizer
      The fabrication of hepatocyte culture device with sandwich gel by using 3D bioprinter International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication
    • Place of Presentation
      2015, 20, May 2015, Toyama.
    • Year and Date
      2015-05-20
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The exploration of cell-adhesive hydrogel to fabricate 3D gel structure by using 3D–bioprinter..2015

    • Author(s)
      Arai K, Yoshida H, Tsukamoto Y, Sakai S, Taya M, Nakamura M,
    • Organizer
      International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication 2015,
    • Place of Presentation
      Toyama, Japan
    • Year and Date
      2015-05-20
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  • [Presentation] Micro-scaled fabrication of biocompatible hydrogel fibers applying micro-fabricated nozzle.2015

    • Author(s)
      Mimura T, Arai K, Nakamura M, Yamamoto R, Yonetoku Y, Kanatitsu T.
    • Organizer
      International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication 2015
    • Place of Presentation
      Toyama, Japan
    • Year and Date
      2015-05-20
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Micro-nano-technology for biofabrication2015

    • Author(s)
      Nakamura M, Arai K,
    • Organizer
      International Forum on MicroManufacturing & Biofabrication 15’
    • Place of Presentation
      Toyama, Japan
    • Year and Date
      2015-05-19
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] モールド法による三次元構築のための心筋細胞組織パーツ作製の検討、2015

    • Author(s)
      塚本佳也、荒井健一、中村真人、
    • Organizer
      第14回 日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-03-19 – 2015-03-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] シート状レーザー光を用いた3Dスキャナーの開発:生体組織の観察、2015

    • Author(s)
      杉本和之、塚本佳也、中村真人、
    • Organizer
      第14回 日本再生医療学会総会2015年3月、横浜
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2015-03-13 – 2015-03-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞の3次元プリンティング2015

    • Author(s)
      中村真人、
    • Organizer
      Matching HUB Kanazawa 2015プリンティング分科会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-02-23
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    • Invited
  • [Presentation] 医療に応用する 3Dプリンターの研究開発について、2015

    • Author(s)
      中村真人、
    • Organizer
      平成26年度第4回「高信頼システム情報交換会・北陸」
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2015-02-13
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 3次元組織モデルをいかに作るべきか?2014

    • Author(s)
      中村真人、
    • Organizer
      日本動物実験代替法学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-12-05
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    • Invited
  • [Presentation] 3Dプリンターが拓く未来の医療:生命を吹き込む医工学の時代へ2014

    • Author(s)
      中村真人、荒井健一、塚本佳也、戸田英樹、笹原正清、
    • Organizer
      第32回日本臨床医学会総会
    • Place of Presentation
      郡山
    • Year and Date
      2014-11-21
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    • Invited
  • [Presentation] 3Dプリンターと人工臓器の考え方2014

    • Author(s)
      中村真人、荒井健一、戸田英樹,
    • Organizer
      日本人工臓器学会(大会長特別シンポジウム)
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-10-18
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    • Invited
  • [Presentation] The breakthrough concepts by Bioprinting and Biofabrication in tissue and organ engineering2014

    • Author(s)
      Nakamura M
    • Organizer
      , ISBF annual Conference on Biofabrication 2014 (Plenary Lecture)
    • Place of Presentation
      Pohang Korea
    • Year and Date
      2014-09-29 – 2014-10-01
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    • Invited
  • [Presentation] The concepts of the challenges for the developments of Bioprinting and Biofabrication,2014

    • Author(s)
      Nakamura M,
    • Organizer
      International Bioprinting Congress in Singapore,(Keynote address)
    • Place of Presentation
      Biopolis, Sin,gapore.
    • Year and Date
      2014-07-24 – 2014-07-25
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    • Invited
  • [Presentation] 「バイオプリンティングのあゆみから学ぶ:工学技術による再生医療のブレークスルー」2014

    • Author(s)
      中村真人
    • Organizer
      再生医療サポートビジネス懇話会
    • Place of Presentation
      京都(京都リサーチパーク)
    • Year and Date
      2014-06-06
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  • [Presentation] 「プリンティング技術で医療の進歩を創出する」、2014

    • Author(s)
      中村真人、荒井健一
    • Organizer
      (一社)日本印刷学会、第131回研究発表会
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      東京
    • Year and Date
      2014-05-30
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  • [Presentation] Inkjet 3D-biofabrication using cell-adhesive hydrogel,2014

    • Author(s)
      Arai K, Tsukamoto Y, Yoshida H, Sakai S, Taya M, Nakamura M,
    • Organizer
      International symposium on 3D Tissue fabrication, 2014 May 20, Tokyo,
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2014-05-20
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  • [Book] Chapter 4, Inkjet Bioprinting, Essentials of 3D Biofabrication and Translation Anthony Atala, James J.Yoo Eds.2015

    • Author(s)
      Iwanaga S, Arai K, Nakamura M,
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      S&T Books, Elsevier,
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      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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