2014 Fiscal Year Annual Research Report
自己の運動により成長する筋細胞バイオロボットの実現
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24680023
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
清水 正宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | バイオロボット / 筋細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ｈ２５年度に開発した次の二つの生体筋・機械融合技術を高度化し，バイオロボットを実現した．第一に，アフリカツメガエルの腓腹筋-坐骨神経標本の制御技術を高度化しロボットに実装することで，構成論的に水中を遊泳するアフリカツメガエルの生体力学解析を行った．第二に，ラットの初代培養心筋細胞をコラーゲン薄膜上で培養し駆動するバイオロボットを開発した．以下にそれぞれの内容を述べる．
筋肉は各々の生体の運動に適した機能を発現するために進化しており，その機能の解明には，筋肉が本来活動していた生体の筋骨格構造が重要である．そこで，本研究では，優れた遊泳能力を有するアフリカツメガエルに着目し，アフリカツメガエルの筋骨格系を再現したこのカエルの生体筋で駆動されるロボットによる遊泳運動能力の実現を目的とした．ロボットは，カエルの後脚の筋骨格構造を再現し，この生体の遊泳時に主要に駆動される腓腹筋を駆動源とした．作製したロボットによる，生体の運動機能の実現を達成し，その遊泳能力に対する生体力学的評価を行った．PIV計測による流体解析により，適切な筋骨格構造がカエルの優れた遊泳に寄与していることを示した．
自身の運動により心筋細胞の自己組織化を促すマイクロロボットの開発を目的とした．このマイクロロボットは，コラーゲン薄膜をロボット身体とみたて，その上で拍動する心筋細胞群によって駆動する．培養初期は，マイクロロボットの身体であるコラーゲンシートは局所的にバラバラに動くことが観察された．培養を継続することで，1週間後には，機械構造的に弱い部分を支点とした折りたたみ運動が発現した．これは，心筋細胞群が拍動することで，能動的に機械刺激を作り出し，細胞自身にフィードバックすることで，得られた結果であると考えている．
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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