2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of MEMS array device vibrating cell for elucidating a micro vibration effect in the bone reproduction on a cell scale.
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19K04273
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
南 和幸 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00229759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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), 准教授 (10403651)
中原 佐 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (00756968)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 微小振動 / マイクロデバイス / Bio MEMS / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全身振動療法により骨形成が促進されることが明らかになっているが、そのメカニズムは明らかでは無い。先行研究により微小振動が骨形成を促進するメカニズムには細胞が関与していると考えられており、細胞の振動感知メカニズムおよびその解明手法を明らかにすることが必要である。本研究では、微小振動下にあ る細胞小器官の動態を把握する観察手法の実現を目標としている。今年度は、振動を与えている単一細胞の細胞小器官を光学顕微鏡により高い空間分解能でその 場観察できる細胞振動MEMSアレイデバイスにおいて、昨年度明らかとなった振動時のプラットフォームの蛇行の解消のための改良を進めた。このデバイスの特徴 は以下の通りである。１）細胞が接着し、細胞に振動刺激を与えるプラットフォームは光学顕微鏡の観察光軸と垂直方向に振動し、振動中も細胞にピントが合うこ と。２）プラットフォームが独立して多数配列していて、対象となる細胞を効率良く捕捉して実験を行えること。３）振動させる質量を最小化して、実験観察系の 不要な振動を抑制して、正確な振動振幅の付与と分解能が高く鮮明な観察ができること。
昨年度製作したプラットフォームの配列パターンと支持構造を変更したアレイデバイスを用いて、培養細胞を接着させて、細胞への振動刺激を付与する実験を行った。高速度カメラによる顕微観察により、振動周波数が15Hzでの振動において細胞の剥離等の問題が生じないことを確認でき、本デバイスの有効性が確認できた。しかし、細胞小器官が観察できる高倍率や15Hzを越える高周波振動での顕微観察では、照明光量不足で明瞭な動画を得られないことが明らかとなった。今後、照明方法の改善が必要であることが 分かった。
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