| 研究領域 | 生体分子工学と低物理エネルギーロジスティクスの融合による次世代非侵襲深部生体操作 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05759
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中川 桂一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (00737926)
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| 研究分担者 |
関野 正樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20401036)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
38,090千円 (直接経費: 29,300千円、間接経費: 8,790千円)
2022年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2021年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2020年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
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| キーワード | 音波刺激 / 磁気刺激 / 光刺激 / オプトジェネティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，次世代の非侵襲深部生体操作法の開発のため，生体深部の目的部位に所望の物理エネルギー／物理場を届ける，低物理エネルギーロジスティクス法の創成を目的とします．バイオメディカル応用における様々な物理エネルギーに対し，①生体操作に必要な物理エネルギー／場を知ること，② 体外で所望の物理エネルギーを生成すること，③体内の目的部位へ物理エネルギーを供給すること，三項目に取り組み，体系化を試みます．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光が届かない深部まで浸透する超音波と磁場を用いた生体刺激法を開発した。超音波刺激法の研究では、光技術を応用した超音波発生装置を開発し、細胞反応を観察するための顕微鏡システムと組み合わせた。開発したシステムで駆動したパルス超音波で内皮細胞を刺激し、細胞内のカルシウムイオン濃度の変化を観察した。磁気刺激法の研究では、目的の磁力を発生させるための方法論を検討した。目的の磁力分布が与えられた場合の逆問題に基づき、磁場を計算する方法を開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，超音波や磁場という生体深部へ到達可能な物理エネルギーを，従来技術と比較して高い自由度で発生させる手法を提案・開発した．これらの基盤的技術開発の成果により，低出力パルス超音波や経頭蓋磁気刺激など既存の生体刺激の可能性を広げるとともに，脳科学研究，ドラッグデリバリーなど，基礎研究から臨床応用まで幅広くバイオ・医療分野において将来的な新技術の開発に貢献することが期待される．
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