1998 Fiscal Year Annual Research Report
負イオン注入基材表面を用いた神経細胞誘導と神経回路網形成に関する研究
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09878190
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
辻 博司 京都大学, 工学研究科, 助手 (20127103)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西本 清一 京都大学, 工学研究科, 教授 (10115909)
佐藤 弘子 京都大学, 工学研究科, 助手 (00093245)
石川 順三 京都大学, 工学研究科, 教授 (80026278)
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| Keywords | 負イオン注入 / 微細パターン化 / ポリスチレン / 細胞配向性 / 接着位置制御 / 神経特記伸展領域制御 / 神経回路網 |
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| Research Abstract |
1. 微細パターン負イオン注入処理による血管内皮細胞の接着位置制御と配向性の付与
細胞の長さと同程度の幅を有する微細パターンで銀負イオンを無処理ポリスチレン(NTPS)と組織培養用ポリスチレン(TCPS)に注入した結果、NTPSでは銀負イオン注入による表面の親水化により、細胞の接着が観測された。また、TCPSでは、注入による疎水化のために未注入領域にのみ細胞接着が生じた。そして、狭い領域に接着した細胞には配向性が認められた。
2. 微細パターン負イオン注入による神経細胞の接着位置制御と神経突起の伸展領域制御
微細パターンに銀負イオン注入したNTPSを用いて神経細胞PC12hを培養した結果、注入領域にのみ神経細胞が接着したことから、負イオン注入によって神経細胞の接着位置を制御できることが判明した。更に、NGF添加による分化では、負イオン注入領域にのみ神経突起の分化伸展があり、負イオン注入によって神経突起の分化・伸展領域の制御も可能であることが判明した。他方、注入後にコラーゲンをコートしたNTPSによる細胞培養では、培養当初は全体に細胞接着が認められたが、培養液を交換するに従って、未注入量域の接着細胞は脱落し、負イオン注入にのみ細胞が接着することが観測された。しかし、神経突起の分化は全領域に跨って観測された。
3. 注入負イオン種の違いによる神経細胞適合性の評価
銀負イオンに加えて、銅や炭素など3種類の負イオン注入による神経細胞PC12hの細胞培養と神経突起伸展の観測を行った結果、いずれの負イオン種でも神経細胞の接着位置制御と神経突起伸展領域の制御ができた。以上の結果から、
以上、特定パターンに負イオンを注入することによって人為的な神経回路網が形成できることが判った。
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[Publications] Hiroshi Tsuji: "Contact Angle Lowering of Polystyrene Surface by Silver-Negative-Ion Implantation for Improving Biocompatibility and Introduced Atomic Bond Evaluation by XPS" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. B141. 197-201 (1998)
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[Publications] Hiroshi Tsuji: "Surface Modification by Silver-Negative-Ion Implantation for Controlling Cell-Adhesion Properties of Polystyrene" Surface and Coatings Technology. 103/104. 124-128 (1998)
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[Publications] 辻 博司: "銀負イオン注入によるポリスチレンの細胞接着特性のパターニングと細胞配向性" 第9回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム論文集. BEAMS1998. 83-86 (1998)
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[Publications] 辻 博司: "負イオン注入によるポリスチレンにおける神経細部の接着特性の改質と分化誘導" 第9回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム論文集. BEAMS1998. 87-90 (1998)
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[Publications] Hiroko Sato: "Enhanced Growth of Human Vascular Endothelial Cells on Negative Ion(Ag-)-implanted Hydrophobic Surfaces" Journal of Biomedical Materials Research. 44. 22-30 (1999)
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[Publications] Hiroshi Tsuji: "Negative-Ion Beam Surface Modification of Tissue-Culture Polystyrene Dishes for Changing Hydrophilic and Cell-Attachment Properties" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. B148. 11336-1140 (1999)
