2015 Fiscal Year Research-status Report
細胞の動的３次元パターニングによるオンチップ臓器へ挑戦
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15K14232
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
秋山 佳丈 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (80585878)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞パターニング / 磁気アルキメデス効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，１辺が10mm程度のチャンバーを用いて，磁気アルキメデス効果に基づく細胞パターニングを検証した．まず，ラインアンドスペース状に細胞をパターニングするために適した磁石アレイの配置について，磁場解析により検討した上で，細胞パターニング実験をおこなった．
磁場解析は2次元モデルにより行い，磁束密度および磁力の分布を求めた．磁石アレイには，幅方向に磁化したネオジム磁石（幅1 mm，高さ5 mm，奥行き50 mm）を15枚用いた．各磁石のN極とS極が向かい合うように，すなわち磁石が互いに引きつけ合うように配置した場合は，高さ方向において磁力と重力が釣り合う等高線が，磁石の中央および両端においてチャンバー底面より低くなった．従って，0.5 mmおきのライン状にパターニングすることが予想される．しかし，等高線の形が左右対称ではないため，細胞の密度に偏りが生じる可能性がある．そこで，磁石と磁石の間に0.1 mmの非磁性体のスペーサーを挟むこととした．その結果，スペーサーの上部おいてのみ，磁力と重力の等高線はチャンバー底面を下回った．これにより，パターニングの間隔は1.1 mmとなるが，均一なライン＆スペース状にパターニングすることが予想される．そこで，今後，後者，磁石が引きつけ合うように配置しその間に0.1 mmのテフロン製のスペーサーを挟んだものを，磁石アレイとして用いることとした．
次に，比重および磁化率が細胞とほぼ同等な蛍光ポリスチレンビーズを用いてパターニングが可能なことを確認した上で，マウス繊維芽細胞NIH3T3を用いてパターニング実験を行った．まず，チャンバー底面へライン＆スペース状へ細胞パターニングが可能であることを確認した．次に，予めチャンバー底面で細胞を培養した上に，細胞を播種し，ライン＆スペース上にパターニング可能であることを実証した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り，チャンバー底面における細胞上への細胞パターニングに成功した．
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| Strategy for Future Research Activity |
フォトリソグラフ等によりマイクロ流路を作製し，その流路内部における細胞パターニングを実証する．特に，血管内皮細胞を用いた血管網構築を目指す．また，磁石を自動ステージにより操作することによる，パターニングの自動化も検討する．
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| Causes of Carryover |
細胞パターニングの検証にあたり，蛍光観察のための顕微鏡が必要であったが，選定等に時間を要し，購入できなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
パターニングの実証にあたり蛍光観察が必須となるため，そのための必要な顕微鏡，光源，フィルター等の購入を予定している．
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