Multicore-shell cell-laden fibers for construction of 3D tissues

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20664
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ozawa Fumisato 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (00739120)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ハイドロゲルカプセル / マイクロ流体デバイス / 細胞移植 / 再生医療

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed multicore-shell cell-laden fibers in which multiple cell types are simultaneously spatially controlled and encapsulated using a microfluidic device. Using this fiber, we constructed a liver tissue model encapsulationg vascular endothelial cells and hepatocytes in the fiber. Furthermore, a multi-core-shell cell fiber encapsulating human iPS cell-derived islets was fabricated and transplanted into a diabetic model mouse to control blood glucose concentrations. Normally, when the size of the graft is large, it is difficult to maintain the function as a graft due to the problem of oxygen and nutrient supply to the cells. The multicore-shell cell-laden fiber that can place the cells near the shell maintained the function sufficiently.

Free Research Field

組織工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マルチーコアシェル型細胞ファイバーは、細胞の位置を空間的に制御することができ、肝臓や膵臓といった複雑な組織を3次元構築することに有用であると考える。
また、移植片としてサイズを制御したマルチーコアシェル型細胞ファイバーは異物反応を起こしにくく、また腫瘍形成を起こさずかつ緊急時に取り出しも可能であることから、ヒトiPS細胞由来膵島をはじめとしたヒトiPS細胞由来分化細胞を安全に移植することが可能である。今後は移植片の構造や使用しているハイドロゲルの最適化により、様々なヒトへの臨床応用が期待される。