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2015 Fiscal Year Research-status Report

再生医療による三次元臓器構築のための細胞モニタ

Research Project

Project/Area Number 25820093
Research InstitutionAichi Institute of Technology

Principal Investigator

山田 章  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (20377815)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords再生医療 / カテーテル / 細胞モニタ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、再生医療において必要な三次元的な組織・臓器の構築の際、体内への埋め込み前に、足場となる骨格内部における細胞成育状態を視覚的・機能的にモニタするための手法を構築することを目的としている。再生医療では生体外において構築した組織・臓器を体内に埋め込む前に、形態や機能等を評価する必要がある。
一昨年度は、申請の中心課題となる細胞観察用の小型カメラ、イオン・ガス濃度モニタ用のセンサ、そして光源を一体化した微小カテーテルを試作するための全体設計や部品選定等を進めてきた。その結果、イオン・ガス濃度検出用センサと画像取得用カメラを小型サイズに一体化した微小サイズのカテーテルであっても鮮明な画像を取得できた。
昨年度は、微小カテーテルに接続する測定システムを構築した。測定システムは、センサからの電位信号とCCDカメラの画像信号を同時に取得、処理、表示するものである。ノイズレベルを低く抑え、描画画像の更新時間を短くする必要があった。これに対して、ハードウェア及びソフトウェアの両面から開発を進めることによって信号特性及び画質の改善を図った。
本年度は、昨年度に残された課題として、測定システムの信号特性の改善に取り組んだ。次いで、複雑な三次元微細構造体の作製法の検討に取り組んだ。成型方法として、熱溶融法と溶媒溶融法の二通りを試した。これらは、構造体の形状によって使い分けることで整形の自由度を高められることがわかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の主な課題は、複雑な三次元微細構造体の作製法の検討であった。基盤となる技術は独自に構築してきたため、これらをベースとして発展させることで、目的に見合った構造体を作製できるようになった。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は、大きく3つのパートからなる。一つ目は、微小カテーテルおよびその計測システムの試作、二つ目は、生分解三次元微細構造体の作製、三つ目は、微細構造体中における細胞培養と微小カテーテルによる測定である。今後は、生分解三次元微細構造体の中に細胞を播種・成育し、その状態を微小カテーテル計測システムによりモニタすることにより、システムの有用性を検証する。課題として、微細構造体内における細胞培養を安定して行うための方法論、及び計測データから細胞の成育状態を判定するためのデータ処理方法の構築が必要になる。

Causes of Carryover

必要な設備の導入が設置場所の兼ね合い等により若干後ろ倒しになったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度早々に設備を手配して導入する。研究進捗の後半で必要な機材であるため、研究遂行上の問題は特にない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Expansion of a linear range of the ion-concentration measurement system using microfluidic device with ISFET sensors2015

    • Author(s)
      Masashi Nobukuni, Akihiko Wakuda, Tsuyoshi Miura, Akira Yamada
    • Journal Title

      2015 IEEE International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS)

      Volume: - Pages: 80-81

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 微小流体デバイスと半導体イオンセンサによる高精度pH測定法の開発2016

    • Author(s)
      信國真史、佐々木優太、山田 章
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [Presentation] 微小流体デバイスによるイオン濃度モニタの超小型化2016

    • Author(s)
      佐々木優太、信國真史、山田 章
    • Organizer
      第55回日本生体医工学会
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-04-26 – 2016-04-28
  • [Presentation] 佐々木優太、信國真史、山田 章2016

    • Author(s)
      半導体センサISFETを用いた微小流体デバイスの開発
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第65期総会・講演会
    • Place of Presentation
      愛知工業大学
    • Year and Date
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [Patent(Industrial Property Rights)] pH測定デバイス2015

    • Inventor(s)
      山田 章
    • Industrial Property Rights Holder
      山田 章
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-249994
    • Filing Date
      2015-12-22

URL: 

Published: 2017-01-06  

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