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2016 Fiscal Year Annual Research Report

超音波マニピュレーションによる細胞組織の形成

Research Project

Project/Area Number 15J03923
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

倉科 佑太  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Keywords細胞組織 / 超音波 / 固有振動 / 細胞マニピュレーション / 細胞剥離 / 細胞培養 / 再生医療
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,超音波マニピュレーションにより細胞を組織的に集積させることを目的として,細胞集積デバイスを製作し,細胞塊を生成した.本年度の前期には,定在波により細胞塊を生成する研究を行い,後期には,これまで蓄積した定在波や音響放射圧のノウハウを応用して細胞を剥離するデバイスを製作し,新たな細胞剥離を試みた.以下に本年度の研究結果の概要を述べる.
・定在波による細胞塊の形成(前半) 2015年度にはkHz帯の超音波を用いて,定在波の節に細胞を集積させて細胞塊を生成した.次の段階として,パラボラ型の反射板を用いて複数方向から照射し,2つの定在波を重ね合わせて細胞の集積を試みた.しかし,複数の方向からの音響放射圧の照射した場合には,周りに形成される音場が不安定性になることから,安定して細胞塊を生成することは困難であった.このため,複数からの照射方法から,ひとつの方向から超音波を照射して,より大きい細胞塊を形成することとした.その際再度,細胞集積デバイスの構造や,共振周波数,播種方法を改善した.これにより,直径数mm程度の細胞塊を生成することができた.本研究で生成方法ではわずか数時間で細胞塊を生成することができた.この結果,従来報告されている細胞塊の生成時間(数日)と比較して大幅に生成時間を短縮できるようになった.
・音響放射圧による細胞剥離(後期) 細胞マニピュレーションで用いた音響放射圧のノウハウを応用して,細胞剥離酵素を用いることなくディスポーザブルディッシュに単層培養した細胞を剥離する実験を行った.剥離した細胞数と細胞の増殖性を調べた結果,従来の細胞剥離酵素(トリプシン)を用いた細胞の剥離方法と比較して,同等の細胞数を剥離できることが明らかとなった.また,回収した細胞の表面タンパク質を測定した結果,細胞剥離酵素を用いた際には分解されるタンパク質が残存することが明らかとなった.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] カルフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カルフォルニア大学サンディエゴ校
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Efficient subculture process for adherent cells by selective collection using cultivation substrate vibration2017

    • Author(s)
      Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura, James Friend, Shogo Miyata and Jun Komotori
    • Journal Title

      IEEE Trans. Biomed. Eng.

      Volume: 64 Pages: 580-587

    • DOI

      10.1109/TBME.2016.2567647

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cell agglomeration in a 24-well plate using acoustic streaming2017

    • Author(s)
      Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura and James Friend
    • Journal Title

      Lab Chip

      Volume: 17 Pages: 876-886

    • DOI

      10.1039/c6lc01310d

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cell patterning method using resonance vibration of metallic cell cultivation substrate2016

    • Author(s)
      Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura
    • Journal Title

      Adv. Biochem. Eng.

      Volume: 5 Pages: 142-148

    • DOI

      10.14326/abe.5.142

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 音響放射圧を用いた細胞回収ポンプによる単一細胞の選択的回収2017

    • Author(s)
      中尾美紗, 倉科佑太, 今城哉裕, 竹村研治郎
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-07
  • [Presentation] ホーン付きランジュバン型振動子を用いた接着性細胞の選択的除去2017

    • Author(s)
      乾拓未, 今城哉裕, 中尾美紗, 倉科佑太, 竹村研治郎
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-07
  • [Presentation] 音響放射圧と無血清培地を用いたマウス由来筋芽細胞の剥離2017

    • Author(s)
      倉科佑太, 今城哉裕, 大沼清, 竹村研治郎
    • Organizer
      細胞アッセイ研究会 シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2017-01-31
  • [Presentation] 固有振動を用いたディスポーザブルディッシュ内における細胞パターニング2017

    • Author(s)
      今城哉裕,倉科佑太,中尾美紗,竹村研治郎
    • Organizer
      細胞アッセイ研究会 シンポジウム:細胞アッセイ技術の現状と将来
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2017-01-31
  • [Presentation] Viability of myoblasts manipulated by resonance vibration of a disk shaped transducer with a single nodal circle2016

    • Author(s)
      Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina, Misa Nakao, and Kenjiro Takemura
    • Organizer
      2016 IEEE Micro and Nanoengineering in Medicine Conference
    • Place of Presentation
      Waikoloa, Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2016-12-12 – 2016-12-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A method to generate 3D cell tissues using acoustic streaming2016

    • Author(s)
      Yusuke Terao, Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina and Kenjiro Takemura
    • Organizer
      2016 IEEE Micro and Nanoengineering in Medicine Conference
    • Place of Presentation
      Waikoloa, Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2016-12-12 – 2016-12-14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 骨芽細胞の骨分化に及ぼす熱刺激の影響2016

    • Author(s)
      井田雄太, 岩永健太郎, 倉科佑太, 宮田昌悟, 小茂鳥潤
    • Organizer
      日本材料学会第33回疲労シンポジウム・第1回生体・医療材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      赤穂ハイツ(兵庫県・赤穂市)
    • Year and Date
      2016-11-12
  • [Presentation] 骨芽細胞の骨分化に及ぼす熱刺激の影響2016

    • Author(s)
      井田雄太, 岩永健太郎, 倉科佑太, 宮田昌悟, 小茂鳥潤
    • Organizer
      日本材料学会関東支部学生研究交流会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京・新宿区)
    • Year and Date
      2016-10-29
  • [Presentation] Selectively detaching highly proliferative cells using temperature modulation and resonance vibration of cultivation substrate2016

    • Author(s)
      Yuta Kurashina, Chikahiro Imashiro, Kenjiro Takemura and Jun Komotori
    • Organizer
      IEEE International Ultrasonic Symposium
    • Place of Presentation
      Tours (France)
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Manipulation of myoblasts in cell cultivation dish using resonance vibration of disk with a single nodal circle2016

    • Author(s)
      Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina, and Kenjiro Takemura
    • Organizer
      IEEE International Ultrasonic Symposium
    • Place of Presentation
      Tours (France)
    • Year and Date
      2016-09-19
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cell patterning method using resonance vibration of metallic cell cultivation substrate2016

    • Author(s)
      Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina and Kenjiro Takemura
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      大雪クリスタルホール国際会議場(北海道・旭川市)
    • Year and Date
      2016-09-18
  • [Presentation] 音響放射圧を用いたポンピングシステムによるウサギ由来角膜細胞の回収2016

    • Author(s)
      中尾美紗, 倉科佑太, 今城哉裕, 竹村研治郎
    • Organizer
      JSME Dynamics and Design Conference 2016
    • Place of Presentation
      山口大学(山口県・宇部市)
    • Year and Date
      2016-08-26
  • [Presentation] SUS316L表面で培養したATDC5細胞の軟骨分化能の評価2016

    • Author(s)
      岩永健太郎, 倉科佑太, 宮田昌吾, 竹村研治郎, 小茂鳥潤
    • Organizer
      第65期日本材料学会学術講演会
    • Place of Presentation
      富山大学(富山県・富山市)
    • Year and Date
      2016-05-29
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞パターニング装置及び細胞パターニング方法2016

    • Inventor(s)
      今城哉裕, 倉科佑太, 竹村研治郎, 寺尾優佑
    • Industrial Property Rights Holder
      今城哉裕, 倉科佑太, 竹村研治郎, 寺尾優佑
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-182241
    • Filing Date
      2016-09-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] Spheroid Fabrication in Well Trays Using Ultrasound2016

    • Inventor(s)
      Friend, Takemura, Kurashina
    • Industrial Property Rights Holder
      Friend, Takemura, Kurashina
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      27559111
    • Filing Date
      2016-11-18
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞処理装置及び細胞処理方法2016

    • Inventor(s)
      寺尾, 倉科, 竹村, 福田, 藤田, 遠山
    • Industrial Property Rights Holder
      寺尾, 倉科, 竹村, 福田, 藤田, 遠山
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2016-252754
    • Filing Date
      2016-12-27

URL: 

Published: 2018-12-17  

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