Precise reconstruction of complex biological tissue by flexible processing of "porous" matrix

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02529
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: SEKI Minoru 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (80206622)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 真澄 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30546784)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生体組織工学 / マイクロ流体デバイス / 微細加工 / コラーゲン / 肝細胞 / ハイドロゲル

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed new processes to fabricate porous hydrogel materials that "can freely control the size and shape of the inner pores," "are composed of extracellular matrix (ECM) components that control cell survival, differentiation, and functions," and "can uniformly introduce multiple cell types into and out of the matrix". Using the obtained materials, we cultured hepatocytes, vascular cells, nerve cells, mesenchymal stem cells, etc., under dynamic environmental control by perfusion culture, and evaluated the effects on the function, proliferation, survival, and differentiation of these cells.

Free Research Field

生物化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，細胞培養工学技術の発展にともない，各種幹細胞を始めとした種々のヒト細胞を容易に入手可能な状況となった。しかしながら，生体外において，生体と同等の細胞機能を発現させる技術は未だ発展の途上にある。本研究では，マトリックスの密度・組成を自在に変化でき，さらに内部の細胞に対して効率的な培養液を供給可能な多孔性のバイオマテリアルを形成し応用することで，薬剤の評価や生化学研究，再生医療に資する技術開発を行うこととした。