2019 Fiscal Year Annual Research Report
Osteoblastic calcium signaling response to dynamic stretching stimuli
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17K01361
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
佐藤 克也 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (10403651)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南 和幸 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00229759)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞バイオメカニクス / メカニカルストレス / 骨芽細胞 / MEMS / メカノトランスダクション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年度は，改良した細胞伸展マイクロデバイス駆動装置を用いて数十Hz帯域での繰り返しストレッチ刺激を骨芽細胞に付与し，その応答を観察する実験を試みた．特定の周波数帯域においてデバイス駆動装置に共振現象が発生し，金属ニードルの変位量に大きな差が生じる問題は昨年度のデバイス駆動装置改良によって概ね解消された．しかしながら，実際に細胞伸展マイクロデバイスを駆動させたところ，金属ニードル先端で細胞伸展マイクロデバイスの可動ブロックを動かす際に，ニードルの可動ブロックへの押し当て力の微妙な違いによって，ストレッチシートに生じる引張りひずみが大きく異なる．という問題が判明した．そこで，金属ニードル先端と可動ブロックとの接続を改善するために，ニードル先端の形状を変更した．またニードルと可動ブロックとの位置関係を以前の斜め45度傾けた接続から90度で垂直に接続する形式へと変更するなどの改善を行った．これら複数の改善を行ったが，結果として数十Hz帯域で細胞伸展マイクロデバイスに繰り返しストレッチを生じさせた場合に，毎回同じ量の引張りひずみを発生させることが担保できなかった．
このように，当初の研究計画で掲げた，数十Hz帯域での繰り返しストレッチ刺激を骨芽細胞に対して付与し，それに対するカルシウムシグナル応答を観察するという目標を達成することは出来なかった．しかしながら，期間中の研究によって細胞伸展マイクロデバイス本体と駆動装置の改良を達成することができた．この成果は，0.2Hzから1Hz程度の想定的に低い周波数での細胞伸展マイクロデバイス駆動の高精度化をもたらした．これは，今後の研究展開につながる成果であったと言える．
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