| Project/Area Number |
23K22725
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| Project/Area Number (Other) |
22H01454 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 宏明 中央大学, 理工学部, 教授 (20372427)
工藤 謙一 中央大学, その他部局等, 嘱託職員 (90250232)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
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| Keywords | 微細操作 / マイクロロボティクス / マイクロ流体 / 振動誘起流れ / 細胞組織構築 / バイオアセンブラ / 細胞操作 / MEMS |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，機械振動と流体の相互作用を利用して，1 Hz～1 MHzの振動をマイクロ流体デバイスに印加することにより，様々なサイズの物体を操作する技術の実現を目指す．
まず，1 kHz～1 MHzの振動を印加可能な，ワイドレンジ周波数機械振動印加システムの構築を行い，それぞれの周波数帯における機械振動－流体相互作用を実験的・理論的に解析する．また，構築したシステム上で使用可能な細胞培養チャンバーを作製し，細胞を培養しながら操作を行えるシステムを構築する．最終的には，構築したシステムを用いて細胞を対象に操作を行い，様々なサイズや形状の細胞パターンの作製を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed a system for generating cellular patterns of various sizes using broadband mechanical vibrations. First, we constructed a vibration application system by combining a voice coil motor and a piezoelectric stage to apply vibrations ranging from 1 Hz to 100 kHz. Using this system, we generated vibration-induced flow with 100 Hz order vibrations to form 100 μm-sized cellular spheroids. Then, by applying 10 Hz order vibrations to induce Faraday waves, we successfully arranged the spheroids to create high cell-density patterns extending over several tens of millimeters.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の細胞操作技術では，対象とする物体のサイズや，生成するパターンのサイズのレンジが狭いものがほとんどであり，大きなサイズの細胞パターンを高速で生成することは難しかった．本研究成果により，高い細胞密度を有し，大きいサイズの細胞パターンが高速で作製できるようになれば，実際に移植可能なサイズの細胞組織を作製可能となると考えられる．
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