2017 Fiscal Year Annual Research Report
Cell growth in hypergravity using centrifugal microfluidic device and its application to cell culture systems
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16K21493
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
殿村 渉 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教(常勤) (50581493)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノ流体デバイス / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、細胞に対して過重力の負荷を与えることができる微小遠心流路の開発に取り組み、力学的な外部刺激に対する単一細胞や培養細胞組織の受容応答（メカノセンサ）評価系の構築を目指した。具体的には、過重力環境下の微小遠心流路を流れる微粒子挙動の定性的な解析、過重力環境下の微小遠心流路を流れる微粒子挙動の定量的な解析、最適設計した微小遠心流路を用いた細胞（ブタ血液の血球）への過重力負荷およびその応答（変形能）評価を実施した。
微小遠心流路の候補として、複数の微小遠心流路設計（曲率半径一定、異なる曲率半径の組み合わせ、流路断面形状変化等）に対し、微小遠心流路内を流れている単一微粒子にどのような力が作用するのかについて質点系のニュートン力学およびCOMSOLを用いた数値流体力学解析により定性的および定量的に評価した。シリコーン樹脂（PDMS）を用いたソフトリソグラフィ技術もしくはシクロオレフィンポリマー（COP）製フィルムを用いたナノインプリント技術により試作した各種微小遠心流路内に、細胞の大きさを想定した直径6マイクロメートルのカルボキシ基表面修飾ポリスチレン微粒子溶液を流体圧力制御機器により送液し、その微粒子挙動を高速度カメラで観測・評価した。また、ブタ血液の血球（細胞）を各種微小遠心流路内に導入し、所望の過重力負荷における血球変形能について観測・評価した。力学的な外部刺激に対する単一細胞や培養細胞組織の受容応答（メカノセンサ）評価系への応用を可能にする成果と考えられる。
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