2019 Fiscal Year Annual Research Report
Demonstration of integrated microfluidic system that realizes selection / placement / 3-dimensional complex of cells
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17H03463
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
関 実 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80206622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 真澄 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30546784)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / 細胞選抜 / 3次元組織 / 細胞外マトリックス / 細胞アッセイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終年度に当たる2019年度は，これまでの検討に引き続き，主に細胞を分離・選抜するためのマイクロ流体システム，および，細胞を3次元的に配置し複合化するためのマイクロ流体デバイスの開発を行いつつ，「細胞の選抜・配列・組織化」という一連のプロセスをシームレスに行うための実用的流路システムの構築を目指した。細胞の分離選抜技術に関しては，これまでの水力学的濾過を用いた分離手法に加えて，大量処理を行うための水平方向ピンチドフローフラクショネーション法や，デッドエンド型あるいは薄層平板型の細胞トラップアレイデバイスを提案・開発・改良し，それらの分離精度および処理量の向上を実証した。また細胞の配列化については，昨年度に引き続き，拡張部と狭隘部を交互に多数連結した微細流路構造を用いる手法をテストした。しかしながら，高粘度の溶液との親和性の低さや，高い圧力損失などにおいて問題があり，結果として十分なパフォーマンスが得られなかったため，多層ノズル構造を用いた層流系による配列（フォーカシング）技術を適用した。そしてこの配列プロセスを，コラーゲンチューブの内腔に細胞を導入するための3次元組織化プロセスと連結したシステムを開発したところ，直径100ミクロン程度のコラーゲンチューブの内腔に細胞（肝細胞）を配置することができた。培養を行うことによって線形の組織体を形成でき，高い生存率を維持していること，平面培養と比較して同程度以上の機能が発現していること，などを確認することができた。これらに加えて，流路内における肝細胞の潅流培養技術，コラーゲン微粒子を用いた初代肝細胞の3次元組織化，多段階の溶液交換を実現する細胞プロセッサー，などに関する研究も副次的に実証し，生体組織工学に関連する技術だけでなく，広く細胞操作一般に適用可能な基盤技術を提案することもできた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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