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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of bioinks gellable and on-demand degradable using enzymes

Research Project

Project/Area Number 15H04194
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

境 慎司  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20359938)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords再生医療 / バイオプリンティング / 組織工学
Outline of Annual Research Achievements

前年度の検討において、西洋わさび由来ペルオキシダーゼの酵素反応によりヒドロゲルを形成する複数のバイオインク材料の開発を達成していた。また、それらを用いて、さまざまな形のゲルを作製できることを実証していた。平成29年度の検討では、血管内細胞と株化肝臓がん細胞から肝臓模倣組織の作製を目指すために、血管内皮細胞の遊走を促進できるようなバイオインクの探索を行った。その結果、簡便な処理により低分子量化を行ったヒアルロン酸を含むゼラチン誘導体のインクから西洋わさび由来ペルオキシダーゼの酵素反応によりゲルを形成させることで、その内部に担持された血管内皮細胞の増殖と遊走を促進できることを見出した。さらに、培養液に含まれる酵素により分解できるインクとして、これまでに開発していたアミロペクチン誘導体インクの高機能化に関する検討を行い、これまでよりもより透明度が高く、すなわち不溶成分が少なくインクジェットノズルから吐出が容易なインクを作製することに成功した。これらにより、本研究の主目的としたインク材料ライブラリを構成するインクの種類を増加させることができた。また、酵素反応を用いたバイオプリンティングを行う際に危惧される、過酸化水素への暴露により細胞が悪影響を受けることを回避するための細胞保護方法の開発を行った。その結果、複数の溶液を作用させるだけの単純な操作によって、細胞への過酸化水素の影響を大きく低減することができる方法を創出することに成功した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Inkjetting Plus Peroxidase-Mediated Hydrogelation Produces Cell-Laden, Cell-Sized Particles with Suitable Characters for Individual Applications2017

    • Author(s)
      Sakai Shinji、Yamamoto Yusuke、Enkhtuul Gantumur、Ueda Kohei、Arai Kenichi、Taya Masahito、Nakamura Makoto
    • Journal Title

      Macromolecular Bioscience

      Volume: 17 Pages: 1600416~1600416

    • DOI

      10.1002/mabi.201600416

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of immobilizing of low molecular weight hyaluronic acid within gelatin-based hydrogel through enzymatic reaction on behavior of enclosed endothelial cells2017

    • Author(s)
      Khanmohammadi Mehdi、Sakai Shinji、Taya Masahito
    • Journal Title

      International Journal of Biological Macromolecules

      Volume: 97 Pages: 308~316

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2016.12.088

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drop-On-Drop Multimaterial 3D Bioprinting Realized by Peroxidase-Mediated Cross-Linking2017

    • Author(s)
      Sakai Shinji、Ueda Kohei、Gantumur Enkhtuul、Taya Masahito、Nakamura Makoto
    • Journal Title

      Macromolecular Rapid Communications

      Volume: 39 Pages: 1700534~1700534

    • DOI

      10.1002/marc.201700534

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Horseradish Peroxidase Catalyzed Hydrogelation for Biomedical, Biopharmaceutical, and Biofabrication Applications2017

    • Author(s)
      Sakai Shinji、Nakahata Masaki
    • Journal Title

      Chemistry An Asian Journal

      Volume: 12 Pages: 3098~3109

    • DOI

      10.1002/asia.201701364

  • [Presentation] 酵素架橋とインクジェット技術の融合によるマルチマテリアル3Dバイオプリンティング2018

    • Author(s)
      境 慎司, 上田 幸平, Gantumur Enkhtuul, 中村 真人, 田谷 正仁
    • Organizer
      化学工学会 第83年会
  • [Presentation] Tissue engineering using enzymes2017

    • Author(s)
      Shinji Sakai
    • Organizer
      6th edition of European Young Engineers Conference (EYEC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Drop-on-drop 3D printing through horseradish peroxidase-catalyzed hydrogelation2017

    • Author(s)
      Shinji Sakai, Kohei Ueda, Masahito Taya, Makoto Nakamura
    • Organizer
      8th Annual Conference of the European Society for Biomaterials (ESB)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Peroxidase-mediated cell-encapsulation in hydrogels2017

    • Author(s)
      Shinji Sakai
    • Organizer
      Chem2Nature Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cell-laden hydrogel bioprinting using enzymatic hdrogelation and inkjetting2017

    • Author(s)
      Shinji Sakai, Gantumur Enkhtuul, Kohei Ueda, Masahito Taya
    • Organizer
      3rd Latin-America Symposium on Microencapsulation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Fabrication of 3D tissues using enzymatic reactions through production of hydrogel microcapsules and microfibers2017

    • Author(s)
      Shinji Sakai
    • Organizer
      28th 2017 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3 次元バイオアセンブリの心筋組織パーツの作製2017

    • Author(s)
      浜田 裕太, 杉本 和之, 吉田 真人, 塚本 佳也, 荒井 健一, 境 慎司, 中村 真人
    • Organizer
      第56回日本生体医工学会大会
  • [Presentation] 細胞を並べて臓器を作る挑戦:バイオプリンティングのコンセプトとその挑戦2017

    • Author(s)
      中村真人, 岩永進太郎, Tanveer Mir Ahmad, 境慎司
    • Organizer
      日本組織培養学会第90回大会
    • Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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