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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Fabrication of three dimensional tissue structures by micromanipulation of magnetic fibers

Research Project

Project/Area Number 16H02322
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

福田 敏男  名城大学, 理工学部, 教授 (70156785)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 市川 明彦  名城大学, 理工学部, 准教授 (20377823)
竹内 大  名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (20713374)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords局所磁場操作 / 3次元細胞組織 / 磁力操作 / マイクロマニピュレーション / 自己組織的組み立て
Outline of Annual Research Achievements

再生医療、生体外臓器モデルの発展には、血管構造を有し臓器機能を有する3次元細胞組織を生体外(in vitro)で構築することが重要である。本研究では、血管構造を有する3次元細胞組織をin vitroにて作製し、臓器機能を発現させることを目指している。そのための手法として、磁力による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を併用した新たな手法を提案し、用いている。
本年度は、1次元マグネットファイバーを用いて3次元の血管様形状をフィブリンゲル内に作製し、その後ファイバーを融解させることで血管様構造をフィブリンゲル内に作製することに成功した。さらに、フィブリンゲル内にラット肝臓細胞またはラット肝臓細胞のスフェロイドを分散させ、肝小葉を模した3次元血管構造を有する肝臓組織の作製を実現した。さらに、作製した肝臓組織の肝機能評価を行い、磁力操作のために用いたフェライト粒子による肝機能の低下は見られなかった。
また、エレクトロデポジションを用いた高密度3次元肝臓組織の作製についても昨年度に引き続き行い、磁力を用いてマイクロ肝臓組織を組み立てることに成功した。さらに、肝機能の発現量計測を行い、着磁させるために用いたフェライト粒子による肝機能の低下は見られないことを確認した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2018

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] In Vitro Mimicking the Morphology of Hepatic Lobule Tissue Based on Ca-Alginate Cell Sheets2018

    • Author(s)
      Zeyang Liu, Minmin Lu, Masaru Takeuchi, Yue Tao, Yasuhisa Hasegawa, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • Journal Title

      Biomedical Materials

      Volume: 13 Pages: 035004

    • DOI

      10.1088/1748-605X/aaa4c4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microrobotic Assembly of Shape-customized Three-Dimensional Microtissues based on Surface Tension Driven Self-alignment2018

    • Author(s)
      Huaping Wang, Jianing Li, Juan Cui, Zhiqiang Zheng, Qing Shi, Tao Sun, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Nanotechnology

      Volume: 17 Pages: 684-687

    • DOI

      10.1109/TNANO.2018.2806385

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Automated Fluidic Assembly of Microvessel-Like Structures Using a Multi-Micromanipulator System2018

    • Author(s)
      Xiaoming Liu, Huaping Wang, Tao Sun, Ning Yu, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • Journal Title

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      Volume: 23 Pages: 667-678

    • DOI

      10.1109/TMECH.2018.2796182

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Studing Making Micro Structure with Biodegradable Materials2018

    • Author(s)
      Taro Kozuka, Masaru Takeuchi, Akiyuki Hasegawa, Eunhye Kim, Akihiko Ichikawa and Toshio Fukuda
    • Organizer
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cultured Muscles with Tendon Structures for Modular Bio-Actuators2018

    • Author(s)
      Takuto Nomura, Masaru Takeuchi, Akihiko Ichikawa, Eunhye Kim, Akiyuki Hasegawa and Toshio Fukuda
    • Organizer
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Magnetic Assembly of Hydrogel Fiber for Constructing Three-dimensional Hepatic Lobule-like Channel Network2018

    • Author(s)
      Eunhye Kim, Masaru Takeuchi, Taro Kozuka, Takuto Nomura, Ryohei Sakurai, Akiyuki Hasegawa, Akihiko Ichikawa and Toshio Fukuda
    • Organizer
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • [Presentation] Cell Culture on Biodegradable Microstructures using On-chio Fabrication of Photocrosslinkable Hydrogel2018

    • Author(s)
      Masaru Takeuchi, Taro Kozuka, Eunhye Kim, Akihiko Ichikawa, Toshio Fukuda and Yasuhisa Hasegawa
    • Organizer
      International Conference on Manipulation, Automation and Robotics at Small Scales
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Construction of Hepatic Lobule-like Vascular Network by using Magnetic fields2018

    • Author(s)
      Eunhye Kim, Masaru Takeuchi, Wataru Atou, Yuta Iwamoto, Takuto Nomura, Taro Kozuka, Akiyuki Hasegawa, Akihiko Ichikawa, and Toshio Fukuda
    • Organizer
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生分解性材料を用いたマイクロ構造体作製の研究2018

    • Author(s)
      小塚太郎、竹内大、長谷川明之、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • Organizer
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 7本のマグネットツイザーを用いた血管構造体作製2018

    • Author(s)
      金恩恵、竹内大、櫻井陵平、小塚太郎、野村匠永、長谷川明之、市川明彦、 福田敏男
    • Organizer
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] モジュラーバイオアクチュエータのための腱構造付き培養筋の作製2018

    • Author(s)
      野村匠永、市川明彦、竹内大、金恩恵、長谷川明之、福田敏男
    • Organizer
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [Presentation] 生分解性材料を用いたマイクロ構造体作製の研究2018

    • Author(s)
      小塚太郎、竹内大、長谷川明之、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [Presentation] トロイダル構造体を用いた多自由度骨格筋アクチュエータの構築2018

    • Author(s)
      野村匠永、市川明彦、竹内大、金恩恵、長谷川明之、福田敏男
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [Presentation] マグネットファイバーによる肝小葉を模した血管構造の製作2018

    • Author(s)
      金恩恵、竹内大、阿藤航、小塚太郎、野村匠永、岩本佑太、長谷川明之、市川明彦、福田敏男
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [Presentation] 筋細胞内包ゲルファイバーの集積による筋線維束形成の試み2018

    • Author(s)
      長谷川明之、岩本佑太、竹内大、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018

URL: 

Published: 2019-12-27  

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