マイクロ・セルプロセッシングのための熱流体高機能プロセス発現機構の創成

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15106004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 笠木 伸英 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (80107531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 雄二 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (80222066) ; 鹿園 直毅 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (30345087) ; 牛田 多加志 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50323522) ; 古川 克子 東京大学, 大学院工学系研究科, 講師 (90343144)
• Keywords: マイクロセルソータ / 再生医療 / マイクロ混合器 / マイクロ分離器 / 抗原抗体反応 / 磁性粒子 / 接着性 / 温度感受性ゲル

Research Abstract

前年度より引き続き,マイクロ流路内で細胞を高速分離可能なセルソーティングシステムに用いるための熱流体高機能プロセスの開発を進めた.
磁性粒子と抗原抗体反応を用いて特定の細胞を分離するシステムの開発については,ラミネーション原理により高速に混合するマイクロ混合器の改良設計を三次元数値シミュレーションを用いて行った.混合器流路の回転方向を交互にすることにより混合性能を約50%向上させられることを示した.さらに,この数値計算による設計に基づく混合器を試作し実験的に評価を行った.また,マイクロ分離器についても数値シミュレーションを用いて設計し,さらにこれらを一枚のチップに統合したシステムのプロトタイプを試作した.
新たなセルソーティング原理としては,抗原抗体反応による特定細胞の壁面への接着性を利用したセル分別法の基礎原理についての探究を行った.新材料パリレンAMをコーティングした壁面を持っ流路を製作し,特定細胞の流下速度がそれ以外の細胞に比して減速されることを実験的に確認することにより,セル分別の原理を検証した.
また,温度感受性ゲルおよびコーンプレート装置を用いたセルソーティングの原理も実験的に検証した.
これら新たなセルソーティング原理の探求により,ある条件では既存の磁性粒子を用いるものに比してよりシンプルな分離デバイスが開発可能であることを示した.また,これら異なる原理のセルソータで予想される利点・欠点より,これら3つの方法を組み合わせたサイクルによって効率的に細胞の採取するシステムについての検討を行った.

Research Products

• [Journal Article] Lamination Micro Mixer for Micro-immunomagnetic Cell Sorting (2005)
  • Author(s): Tan, W.-H., Suzuki, Y., Kasagi, N., Shikazono, N., Furukawa, K., Ushida, T.
  • Journal Title: JSME Intermational Series C 48・4 Pages: 425-435
• [Journal Article] 骨再生における多孔室セラミックスの新規な利用方法の開発 (2005)
  • Author(s): 宮内俊輔, 古川克子, 梅津義一, 尾関泰之, 牛田多加志, 立石哲也
  • Journal Title: 粉体粉末冶金 52・5 Pages: 351-355
• [Journal Article] Reduced plate adhesion to titanium metal coated with apatite, albumin-apatite composite or laminin-apatite composite (2005)
  • Author(s): Uchida, M., Ito, A., Furukawa, K.S., Nakamura, K., Onimura, Y., Oyama, A., Ushida, T., Tamaki, T., Tateishi, T.
  • Journal Title: Biomaterials 26 Pages: 6924-6931
• [Journal Article] 培養軟骨組織の動的粘弾性および二相理論力学モデルによる解析 (2005)
  • Author(s): 宮田昌悟, 古川克子, 牛田多加志, 立石哲也
  • Journal Title: 日本臨床バイオメカニクス学会誌 26 Pages: 7-11
• [Journal Article] Influence of structure and composition on dynamic viscoelastic property of cartilaginous tissue: Criteria for classification between hyaline cartilage and fibrocartilage based on mechanical function (2005)
  • Author(s): Miyata, S., Tateishi, T., Furukawa, K., Ushida, T.
  • Journal Title: JSME Intemational Series C 48 Pages: 547-554
• [Journal Article] Spontaneously formed blood compatible surfaces on hydrophobic polymer surface enrichment of a block copolymer with a water-soluble block (2005)
  • Author(s): Ohyane, A., Ishizone, T., Ushida, M., Furukawa, K., Ushida, T., Yokoyama, H。
  • Journal Title: Advanced Materials 17 Pages: 2329-2332
• [Book] 磁性ビーズのバイオ・環境技術への応用展開(半田, 阿部, 野田編)のうち「マイクロ・セルソーティング技術」 (2006)
  • Author(s): 三輪潤一, 鈴木雄二, 笠木伸英
  • Publisher: シーエムシー出版(印刷中)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 層内物質状態測定装置 (2005)
  • Inventor(s): 鈴木雄二, 笠木伸英, 中村健一, 安木政史
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人東京大学
  • Industrial Property Number: 特願2005-268837
  • Filing Date: 2005-09-15