2016 Fiscal Year Annual Research Report
マグネットファイバーの局所磁場操作による３次元細胞組織の構築
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16H02322
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
福田 敏男 名城大学, 理工学部, 教授 (70156785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 大 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (20713374)
中島 正博 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80377837)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 局所磁場操作 / ３次元細胞構築 / マグネット / マイクロマニピュレーション / 自己組織的組み立て |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療の発展には，血管構造を有し機能する３次元細胞組織を生体外(in vitro)で作製することが必要不可欠である．そこで，本研究は血管構造を含む３次元細胞組織を作製し，in vitro での臓器機能発現を目指している．その作製手法として自己組織的組み立て及びマイクロマニピュレーション技術の併用を用いてる．
本年度は，１次元マグネットファイバーの作製及びマイクロマニピュレータによる操作を実現し，ファイバーをモールドとして細胞構造体中に血管構造を構築するための基礎技術を構築した．特に，アルギン酸ハイドロゲルファイバーにフェライト微粒子を混ぜることで，マグネットツイザーによるファイバーの把持を実現した．また，細胞構造体を構築するために細胞を包埋する材料についても各種ハイドロゲルを検討し，細胞培養に適したハイドロゲルについて知見を得た．さらに，マグネットツイザーを自作し，ファイバー把持に必要な磁力をツイザー先端に発生させ，ファイバーを把持することに成功した．
３次元細胞構造体の作製については，上記ハイドロゲルファイバーの他にも，エレクトロデポジションを用いた任意形状の高密度細胞構造体作製，磁力を用いた自己組織的マイクロ構造体の組み立て，局所熱融解による細胞構造体へのチャネル構造作製など各種手法を開発し，発展させることで，本研究の最終目的である血管構造を含む３次元細胞組織の作製手法を確立させる基盤を構築することができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り，１次元マグネットファイバーの作製，及び作製したファイバーのマイクロマニピュレータによる把持操作を実現した．また，細胞構造体構築に必要なハイドロゲルの選定，ファイバーを融解し，かつ細胞への悪影響を抑えるために必要なクエン酸溶液濃度の検証などを行うことができた．
上記に加え，マイクロ構造体の自己組織的組み立てや局所熱融解によるチャネル作製を行うことができたなど，本研究の目的である３次元細胞組織の作製に必要な基盤技術を当初の計画以上に構築することが出来たため．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は当初の予定通り，マグネットファイバーを磁力によって操作することで３次元形状に組み立て，血管様構造を３次元的に構築することを目指す．さらに，ハイドロゲル内に細胞及びマグネットファイバーを包埋し，ファイバー融解による血管構造の細胞構造体内への構築を目指す．上記手法に加え，磁力による細胞マイクロ構造体の自己組織的組み立て手法を用いた細胞構造体作製についても研究を進める．特に，肝臓細胞を用いた肝機能を有する細胞構造体を最初の目標として研究を行う．
これらの手法により作製した３次元細胞構造体に対して細胞機能の評価を行うことで，臓器機能を発現した３次元細胞構造体組み立てという本研究の目的に対する結果の評価を行う．
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