2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of 3D tissues including vascular-like network using bioinks gellable and removable through enzymatic reactions
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18H01797
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
境 慎司 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20359938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中畑 雅樹 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40755641)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオプリンティング / 再生医療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、独自に開発した3Dプリンタとインクを用いて、血管様の構造体を内包する組織体の構築を行うことを目標としている。この目標の下、西洋わさび由来ペルオキシダーゼの酵素反応によって、細胞に穏和に定着（ゲル化）するとともに、生体にも存在する分解酵素ヒアルロニダーゼを使って容易に除去できるインクを用いて、血管様の構造体の構築につながる、ファイバー状の構造体の作製を試みた。具体的には、インクジェットプリンタにより、細胞接着性のゼラチンおよび細胞非接着性のヒアルロン酸ヒドロゲルでライン状のパターンを作製し、細胞を増殖させた後に、ヒアルロン酸のゲルの部分を酵素反応により分解した。これにより、ファイバー状の細胞構造物を作製することができた。また、パターンの形状を様々に変化させることによって、ディスク状の細胞構造体の作製も行うことができた。さらに、皮膚類似組織の作製を念頭に、皮膚を構成する繊維芽細胞とケラチノサイトを別々の位置に含む構造体を、インクジェットプリンタを用いて作製し、ゲルの組成を制御することによって細胞の動きを制御できることを見出した。皮膚を模倣した構造体用のインクに関しては、このヒアルロン酸とゼラチンを混合したものについての有望性を見出すことができた。これらに加えて、より適した三次元組織構築用インク材料の獲得・開発を目指して、近年再生医療・組織工学分野で注目されている材料であるシルクを複合化したヒドロゲル材料の獲得も試みた。この新たなインクに関しては硬化速度や得られる構造物の機械的な強度の点などに関して、さらに改良が必要であり、引き続いて検討を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
血管様構造体の内部に液体を流動させることは成功しておらず、この点を早急に達成する必要がある。また、インクジェットプリンタを用いて各辺2cmの構造体を得ることについては、その半分の各辺1cmの構造体の作製にとどまっている。このようなことから「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
最適なインクの獲得について、プリンタノズルからの良好な吐出を実現させるための物性を付与するための条件と、迅速なゲル化を導くための条件の設定に、相反する条件が必要となる部分があり、最適なところを見つけることに時間を要している。また、複数のインクを精度よく吐出するためのプリンタの制御にもやや問題がある状態となっている。これらを解決にも力をいれながら今後の研究を進める。シルク成分を含むインクについては、得られる構造体の力学的な強度の面からの有望性を見出しており、このゲルについてより詳細な検討を行い、機能的な組織体の構築につなげたいと考えている。
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Research Products
(6 results)
