2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K21551
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
下戸 健 福岡工業大学, 情報工学部, 准教授 (40412457)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 再生医学 / 医用ロボット / 細胞構造体 / スフェロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cell Processing Robotの機能を高度化し，細胞数を自動調整して目的の大きさの細胞凝集塊（スフェロイド）を生成できるシステムを開発するのが本研究の目的である．これに関し，得られる細胞凝集塊について再生医療への応用を検討するために，研究計画に従い以下の２項目について遂行した．
まず，スフェロイド形態評価システムの自動化を行った．これまでは96ウェルプレート内のスフェロイドは手動で位置合わせをして撮影し，フェロイドの形態の定量評価を行っていた．そこで，クロスコンタミネーションが起きないようなプレートの設置，プレート内の培養液をこぼしたり細胞凝集塊を崩さないような仕様にし，XY軸スライダを用いたプレート内のスフェロイドの位置合わせ，開発したソフトウェアによる撮影および定量評価で自動化を行った．正常ウサギ間葉系幹細胞を用いてスフェロイドを作製し，スフェロイドの形態評価時のクロスコンタミネーション発生の有無とプレート１枚に対する撮影の所要時間について調査した．その結果，クロスコンタミネーションの発生は認められず，従来の手動での撮影時間と比較し，約1/4に短縮することができた．
次に，細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールの開発を行った．96ウェルプレートの各ウェルには100μLの培養液があり，スフェロイドを傷つけたり吸引しないよういして50μLだけ培養液を交換する．開発してきたCell Processing Robotにプログラムを組込み，自動で培地交換できるようになった．しかし，培養液の吸引および排出の量に再現性がなかったり，スフェロイドを吸引する場合が認められた．これに関して，技術技能員の知識や技術を参考にしてロボットのモーションを改善し，再現性のある培養環境を確保できるようにする．
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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
平成28年度はスフェロイド形態評価システムの自動化と細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールの開発が目標である．研究計画では，後者の開発期間は平成29年度内であり，問題なく両者の開発を行えている．さらに，実際の細胞を扱うため細胞培養も行う必要があるが，問題なく培養を行えている．これまでの研究成果は，日本機械学会，日本再生医療学会，ICBME2016で報告しており，研究の進捗状況は順調である．平成29年度においても更に研究を発展させていく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞凝集塊形成システムの培地交換用モジュールを完成させ，細胞播種用モジュールの開発を進めていく．細胞数の調整方法を確立およびモーションのプログラミングを行い，細胞にダメージを与えないように，技術技能員の作業時間よりも早く，細胞数を調整した細胞懸濁液を効率よく作製し，96ウェルプレートへ播種を実現させる．その際，正常ウサギ間葉系幹細胞を用いて検証していく予定である．
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| Causes of Carryover |
研究成果として学会に参加した旅費に関して，経費を抑えることができたことが理由である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験装置の改良に必要な部材の購入や，細胞培養で必要な消耗品の購入で使用する予定である．
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