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動的生体物性を用いる細胞の環境ストレス検知システケの開発-細胞病変診断への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12450093
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関山形大学

研究代表者

小沢田 正  山形大学, 工学部, 助教授 (10143083)

研究分担者 飯島 良明  山形大学, 医学部, 助手 (90241710)
久保田 洋子  山形大学, 医学部, 助教授 (60125763)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2001年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
2000年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード細胞 / 環境ストレス / 動的生体物性 / マイクロセンサー / 振動 / 病変診断 / 環境ホルモン / 軟骨細胞 / ストレス / 軟骨組織 / 世代間
研究概要

微小ピエゾ振動子を利用し,微細な細胞の環境ストレスを検知し得る無侵襲プローブセンサーシステムの開発と高精度化のための研究を行った.またこれを用いた動物細胞の環境ストレス検出実験および評価システム構築のために,以下の手順で研究を遂行した.
第一に細胞及び微小生体組織の小ささとやわらかさに対応できるシンプルかつ小型の無侵襲型センサーを開発した.第二に顕微鏡下でそれらの細胞,生体組織の固定・移動等の操作が可能な実験装置のシステムを構築した.このセンサーシステムを用いた環境生物学への応用として,メダカの卵細胞のグルホシネートに対するストレス反応をやわらかさの変化として検出し,その影響を調査した.第三に,再生医工学への応用として,骨膜片を付加させたウサギの再生軟骨と,従来の再生軟骨との硬さの違いを培養期間によって比較して,移植性評価法としての有用性を検証した.本研究の結果を要約すると以下のようになる.
1)両端自由または固定自由の境界条件を利用した2種類のマイクロプローブセンサーを構築し,ショア硬さHs5〜Hs80のシリコンゴムブロックを測定した結果,本センサーシステムの性能および有用性が確認された.
2)温度,濃度,圧力,pH,環境ホルモンなど種々の環境ストレスに対し,細胞が固有の力学的応答を示すことが明らかになった.また本計測システムによりこれらの力学的応答を定量的に評価可能であることが確認された.
3)再生医工学への応用として,骨膜片を付加したウサギの再生軟骨の培養過程における硬化の度合いを培養期間ごとに計測した.さらに,力学的な計測結果と生化学的,組織学的な計測結果とを比較し,移植性評価法としての有用性を確認できた.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] 小沢田, 佐藤, 山下: "細胞の力学特性検知システムの開発"日本機械学会Dynamics and Design Conf.2000 CD-ROM論文集. No.726. 6 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, H.Nishida: "Development of a Softness Sensing System by Using Dynamic Response of Piezoelectric Vibrator and Its Application to Detect Mechanical Properties of Living Cells"JSME International Journal, Series C. Vol.43, No.4. 772-779 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小沢田, 佐藤, 山下: "卵細胞の環境ストレス検知システムの開発"日本機械学会バイオエンジニアリング講演会論文集. No.00-35. 286-287 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, T.Yamashita: "Piezo Micro Probe Sensor System to Detect Environmental Stresses Induced in Living Cells"Proceedings of Joint Symposium on Bio-Sensing and Bio-Imaging, Yamagata. 24 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小沢田, 山村, 今野, 金沢: "3次元微小生体組織の力学特性検知システム"日本機械学会2002年次大会講演論文集. Vol.1, No.02-1. 109-110 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小沢田, 今野, 山村, 金沢: "ピエゾマイクロ振動センサーを用いる3次元微小細胞組織の力学特性検知システム"日本機械学会東北支部第38期総会・講演論文集. No.031-1. 180-181 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, T.Yamashita: "Development of Sensing System for Dynamic Characteristics of Living Cells"Proceedings of the JSME Dynamics & Design Conference 2000. No.726. 6 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, H.Nishida: "Development of a Softness Sensing System by Using Dynamic Response of Piezoelectric Vibrator and Its Application to Detect Mechanical Properties of Living Cells"JSME International Journal, Series C. Vol.43,No.4. 772-779 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, T.Yamashita: "Development of Sensing System for Environmentally Induced Mechanical Stresses of Egg Cells"Proceedings of the JSME 13-th Bioengineering Conference. No.OO-35. 286-287 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, T.Yamashita: "Piezo Micro Probe Sensor System to Detect Environmental Stresses Induced in Living Cells"Proceedings of Joint Symposium on Bio-Sensing and Bio-Imaging, Yamagata. 24 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, S.Yamamura, K.Konno, T.Kanazawa: "Sensing System for Dynamic Properties of the Three Dimensional Minute Living Body"Proceedings of the JSME Annual Meeting Conference 2002. Vol.1, No.02-1. 109-110 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kosawada, K.Konno, S.Yamamura, T.Kanazawa: "Sensing System to Detect Mechanical Properties of Three Dimensional Minute Living Cells"Proceedings of the JSME 37-th Tohoku Annual Meeting Conference. No.031-1. 180-181 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小沢田, 山村, 今野, 金沢: "3次元微小生体組織の力学特性検地システム"日本機械学会2002年次大会講演論文集. Vol.1,No.02-1. 109-110 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田, 遠藤, 市川: "2次元微小生体軟組織片の動的力学物性値評価法の開発"日本機械学会2002年次大会講演論文集. Vol.1,No.02-1. 107-108 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田, 今野, 山村, 金沢: "ピエゾマイクロ振動センサーを用いる3次元微小細胞組織の力学特性検知システム"日本機械学会東北支部第38期総会・講演論文集. No.031-1. 180-181 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田, 市川, 遠藤: "はりの強制振動を利用した2次元微小生体軟組織片の動的力学物性値評価法"日本機械学会東北支部第38期総会・講演論文集. No.031-1. 178-179 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田, 松川: "血管内皮細胞内チャネルの形成メカニクス"日本機械学会東北支部第38期総会・講演論文集. No.031-1. 170-171 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田, 井上: "微小毛細血管内皮細胞内小胞の形成と変形のメカニクス"日本機械学会東北支部第38期総会・講演論文集. No.031-1. 172-173 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kosawada, H.Satoh, T.Yamashita: "Piezo Micro Probe Sensor System to Detect Environmental Stresses Induced in Living Cell"Proc.Joint Symposium on Bio-Sensing and Bio-Imaging. 24-24 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小野寺 弘貴, 小沢田 正: "細胞内小胞膜シェルの大変形解析"Dynamics & Design Conference 2001. CD-ROMアブスト集. 67-67 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kosawada, K.Sanada, T.Takano: "Large Deformation Mechanics of Plasma Membrane Chained Vesicles in Cells"JSME International Journal. 44-4. 928-936 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田 正, 黒田 賢一郎, 遠藤 正史: "バイオプシー微小生体軟組織片の動的力学物性値評価法の開発"ジョイント・シンポジウム2001 スポーツ工学シンポジウム:ヒューマン・ダイナミクス論文集. No.01-22. 165-169 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田 正, 佐藤英明, 山下知成: "卵細胞の環境ストレス検知システムの開発"第13回バイオエンジニアリング講演会論文集. No.00-35. 286-287 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田 正, 真田 宏一, 高橋 友和, 高野 哲夫: "細胞内膜動輸送機構のメカニクスとシミュレーション"第13回バイオエンジニアリング講演会論文集. No.00-35. 178-179 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tadashi,Kosawada,Hideak,Sata Hajime Nishida: "Development of Softness Sensing System by Using Dynamic Response of Piezoelectric Vibrator and Its Application to Detect Mechanical Properties of Living Cells "JSME International Journal. Series C Vol.43-4. 772-779 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田正,佐藤英明,山下智成: "細胞の力学特性検知システムの開発"日本機械学会Dynamics & Design Conference 2000 論文集. アブスト集+CD-ROM. 386-386 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田正,高野哲夫,高橋友和,真田宏一: "細胞内膜動輸送機構の力学的解析"日本機械学会Dynamics&Design Conference 2000論文集. アブスト集+CD-ROM. 387-387 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田正,佐藤英明,山下智成: "卵細胞の環境ストレス検知システムの開発"日本機械学会第13回バイオエンジニアリング講演会論文集. No.00-35. 286-287 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田正,真田宏一,高橋友和,高野哲夫: "細胞内膜動輸送機構のメカニクスとシミュレーション"日本機械学会第13回バイオエンジニアリング講演会論文集. No.00-35. 178-179 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 小沢田正,山下智成,伊藤幸人: "細胞の力学特性検知システムの開発"日本機械学会東北学生会第30回卒業研究発表講演会論文集. 85-86 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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