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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Construction of an in vitro eye disease platform

Research Project

Project/Area Number 17H02752
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

梶 弘和  東北大学, 工学研究科, 准教授 (70431525)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 俊明  東北大学, 医学系研究科, 教授 (90191858)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsナノマイクロバイオシステム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、主に網膜色素上皮細胞(RPE)層の評価、および摘出ブタ眼球を用いた人工まぶたの評価を検討した。
RPE層の評価では、まず、ポーラス膜で上層と下層の流路が隔てられた2層式の流路チップの上層流路側にRPE層を形成させた。その後、上層流路に蛍光デキストラン(70kDa)を導入したところ、下層流路では蛍光デキストランはほとんど検出されず、RPE層のバリア機能形成が示唆された。また、24時間の疑似低酸素負荷を与えた後に同様の実験を行ったところ、下層流路において蛍光デキストランはほとんど検出されず、当該条件ではRPE層のバリア機能破壊がほとんど進行しないことが示唆された。一方で、当該条件で培養したRPE層からの血管内皮増殖因子(VEGF)の分泌を評価したところ、コントロールに対して有意な増加が確認され、24時間程度の疑似低酸素負荷はRPE層の構造的な変化までは誘発しないが、サイトカインの分泌に影響を及ぼすことが示唆された。次年度は、昨年度作製した人工脈絡膜へのRPE層の集積を検討する予定である。
人工まぶたの評価では、まず昨年度作製した人工まぶたを摘出ブタ眼球上に設置し、40kPa以上の接触圧で作動させたところ、ウェット条件では角膜表面に変化は認められなかった。一方で、ドライ条件で同様の実験を行ったところ、角膜表面に傷の形成が確認された。Ex-vivoモデルで人工まぶたの動作することがわかったので、次年度は3次元角膜培養モデルへの人工まぶたの搭載を検討する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り研究が進行しているため。

Strategy for Future Research Activity

大幅な研究計画の変更は考えておらず、当初の計画に沿って研究を遂行する。

  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A drug refillable device for transscleral sustained drug delivery to the retina2019

    • Author(s)
      Nagai Nobuhiro、Saijo Saaya、Song Yuanhui、Kaji Hirokazu、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics

      Volume: 136 Pages: 184~191

    • DOI

      10.1016/j.ejpb.2019.01.024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drug delivery devices for retinal diseases2018

    • Author(s)
      Kaji Hirokazu、Nagai Nobuhiro、Nishizawa Matsuhiko、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      Advanced Drug Delivery Reviews

      Volume: 128 Pages: 148~157

    • DOI

      10.1016/j.addr.2017.07.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pharmacokinetic and Safety Evaluation of a Transscleral Sustained Unoprostone Release Device in Monkey Eyes2018

    • Author(s)
      Nagai Nobuhiro、Yamada Shinji、Kawasaki Junichi、Koyanagi Eri、Saijo Saaya、Kaji Hirokazu、Nishizawa Matsuhiko、Nakazawa Toru、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      Volume: 59 Pages: 644~644

    • DOI

      10.1167/iovs.17-22429

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contractile Skeletal Muscle Cells Cultured with a Conducting Soft Wire for Effective, Selective Stimulation2018

    • Author(s)
      Nagamine Kuniaki、Sato Hirotaka、Kai Hiroyuki、Kaji Hirokazu、Kanzaki Makoto、Nishizawa Matsuhiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 2253

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20729-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In situ formation of injectable chitosan-gelatin hydrogels through double crosslinking for sustained intraocular drug delivery2018

    • Author(s)
      Song Yuanhui、Nagai Nobuhiro、Saijo Saaya、Kaji Hirokazu、Nishizawa Matsuhiko、Abe Toshiaki
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: C

      Volume: 88 Pages: 1~12

    • DOI

      10.1016/j.msec.2018.02.022

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高分子デバイスを用いる薬物・細胞デリバリー2018

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Organizer
      第6回細胞凝集研究会
    • Invited
  • [Presentation] 後眼部疾患治療を目指した薬物徐放デバイスの開発2018

    • Author(s)
      梶 弘和
    • Organizer
      第57回日本生体医工学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Development of a human corneal model using a blinking eyelid device2018

    • Author(s)
      Bibek Raut, Li Jiun Chen, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of an implantable cell culture device for retinal diseases2018

    • Author(s)
      Hideto Kojima, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidic cell culture model of the outer-blood-retina-barrier2018

    • Author(s)
      Shun Ito, Li-Jiun Chen, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a multilayered drug-delivery sheet that allows minimally invasive delivery to the eye2018

    • Author(s)
      Yuto Sato, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microfluidic model of the outer blood-retina-barrier2018

    • Author(s)
      Li-Jiun Chen, Shun Ito, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      MicroTAS 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of an artificial eyelid device for corneal culture models2018

    • Author(s)
      Bibek Raut, Li-Jiun Chen, Shun Ito, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      5th TERMIS World Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical manipulation of an epithelial monolayer supported by a biodegradable polymeric nanosheet for cell transplantation therapy2018

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji, Jin Suzuki, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
    • Organizer
      5th TERMIS World Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vitro disease model of retinal microvessels2018

    • Author(s)
      Li-Jiun Chen, Shun Ito, Bibek Raut, Nobuhiro Nagai, Matsuhiko Nishizawa, Toshiaki Abe, Hirokazu Kaji
    • Organizer
      5th TERMIS World Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical manipulation of a cell monolayer supported by a biodegradable polymeric nanosheet for cell transplantation therapy2018

    • Author(s)
      Hirokazu Kaji, Jin Suzuki, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
    • Organizer
      2018 Society For Biomaterials Annual Meeting & Exposition
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクロ流路チップを用いた外側血液網膜関門モデルの開発2018

    • Author(s)
      伊藤 竣, Li-Jiun Chen, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] 細管による低侵襲な体内送達を可能とする多層構造型薬剤徐放シートの開発2018

    • Author(s)
      佐藤悠人, 鈴木 仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] インプランタブル細胞培養デバイスの開発2018

    • Author(s)
      小島秀仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第40回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Presentation] マイクロ流路チップを用いた網膜疾患モデルの開発2018

    • Author(s)
      伊藤 竣, Li-Jiun Chen, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [Presentation] 展開制御可能な薬剤徐放シートの開発2018

    • Author(s)
      佐藤悠人, 鈴木 仁, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
    • Organizer
      第34回日本DDS学会学術集会
  • [Book] “On-chip disease mdoels of the human retina” In Microfluidic Cell Culture Systems, 2nd Edition,2018

    • Author(s)
      Li-Jiun Chen, Bibek Raut, Hirokazu Kaji
    • Total Pages
      22
    • Publisher
      Elsevier Publishing
  • [Book] “Microfluidic systems for controlling stem cell microenvironments” In Microfluidic Cell Culture Systems, 2nd Edition2018

    • Author(s)
      Seila Selimovic, Hirokazu Kaji, Hojae Bae, Ali Khademhosseini
    • Total Pages
      33
    • Publisher
      Elsevier Publishing
  • [Book] “網膜疾患を模倣するorgan-on-a-chip” 臓器チップの技術と開発動向2018

    • Author(s)
      伊藤 竣, Li-Jiun Chen, 梶 弘和
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 4層構造を利用した展開制御可能な薬剤徐放シート2019

    • Inventor(s)
      梶 弘和, 佐藤悠人, 永井展裕, 阿部俊明
    • Industrial Property Rights Holder
      梶 弘和, 佐藤悠人, 永井展裕, 阿部俊明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-062317

URL: 

Published: 2019-12-27  

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