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さまざまな細胞種の細胞シート作製を実現する次世代型温度応答性培養基材の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12J07141
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京理科大学

研究代表者

松坂 直樹  東京理科大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 温度応答性表面 / RAFT重合 / 金ナノ粒子 / ポリマーブラシ / 細胞接着 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / ポリマーブラシ細胞接着 / 末端官能基
研究実績の概要

本研究では、さまざまな組織由来の細胞による細胞シートの調製を目指した新規温度応答性高分子ブラシ表面の設計を行い、細胞応答を通じて表面設計指針を明らかにすることを目的とする。最終年度では、波長530 nm付近の可視光によって光熱効果を示す金ナノ粒子の表面にPIPAAmを修飾後、ガラス基板表面上に固定化することで、光熱効果を利用した温度応答性細胞培養基板の作製を目指す。
粒径30 nmの金ナノ粒子を分散した水に、片末端にトリチオカーボネート基を有するPIPAAmを添加し、4℃で終夜反応後、遠心分離によりPIPAAm修飾金ナノ粒子(PIAuNP)を得た。作製したPIAuNP分散液中にトリアジン系縮合剤を添加後、表面にアミド基を有するガラス基板上に滴下することで、PIAuNP固定化基板を作製した。作製した基板はATR/FT-IR測定および紫外可視分光光度計により、基板上にPIAuNPが固定化されていることを確認した。
次に、ウシ頸動脈由来血管内皮細胞を基板上に播種し、可視光を基板下部から照射しながら32℃で培養した結果、光照射した基板のみ細胞の接着が観察された。これは金ナノ粒子の光熱効果により、可視光が照射された粒子表面のPIPAAm鎖が脱水和・凝集し、基板表面が疎水化したことで細胞が基板表面上に接着したものと考えられる。また、可視光照射部位を制御した結果、一部で光が照射された形状に細胞が接着した。一方でランダムの形状で接着している部位も観察された。これは基板上に固定化した金ナノ粒子にムラが存在する、可視光照射部位の制御が困難、などが原因として考えられる。しかしながら、光照射によって細胞の接着が可能であることから、2種類以上の細胞による共培養細胞シートを作製できることが示唆された。
以上の結果から、様々な細胞種に応じて、本手法を用いた表面設計の指針を議論することが期待される。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Terminal-Functionality Effect of Poly (N-isopropylacrylamide) Brush Surfaces on T emperature-Controlled Cell Adhesion/Detachment2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuzaka
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 14 号: 9 ページ: 3164-3171

    • DOI

      10.1021/bm400788p

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光照射による温度応答性高分子グラフト金ナノ粒子固定化基板への細胞接着性制御2014

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第36回日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      東京, タワーホール船堀
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Terminal-Functionality of Thermoresponsive Polymer Brushes for Controlling Thermally Induced Cell Adhesion-Initiating Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      JSPS A3 Foresight International Symposium on Nano-Biomaterials and Regenerative Medicine
    • 発表場所
      東京, 東京女子医科大学弥生記念講堂
    • 年月日
      2014-10-08 – 2014-10-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子ブラシ表面の末端官能基の違いによる細胞接着温度範囲の制御2014

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      「超高速バイオアセンブラ」第三回若手シンポジウム
    • 発表場所
      東京, 東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] End-Functionality of Poly (N-isopropylacrylamide) Brushes for Regulating Thermally Induced Cell Adhesion-Initiating Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      2nd Hoffman Family Symposium International Symposium on Smart Biomaterials
    • 発表場所
      茨城, 物質・材料研究機構
    • 年月日
      2014-03-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性ポリマーブラシ表面の末端官能基の違いによる細胞接着温度の制御2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第3回CSJ科学フェスタ2013
    • 発表場所
      東京, タワーホール船堀
    • 年月日
      2013-10-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] End-Functionality Effect of Paly (N-isopropylacrylamide) Brushes on Surface Properties and Temperature-dependent Cell Adhesion Behavior2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      2013 Taiwan-Japan Symposium on Polyscale Technologies f or Biomedical Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2013)
    • 発表場所
      北海道, 東京理科大学
    • 年月日
      2013-09-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 末端官能基の違いによる温度応答性高分子ブラシ表面の細胞接着温度の制御2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第42回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京, 産業技術総合研究所臨海副都心センター
    • 年月日
      2013-07-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Controlled End-functionality of Thermoresponsive Polymer Brushes for Regulating Thermally Induced Surface Cell Adhesion Behavior2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      Society for Biomaterials, 2013 Annual Meeting & Exposition (SFB2013)
    • 発表場所
      USA, Boston, Hynes Plaza
    • 年月日
      2013-04-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Terminal-Functionality Effect of Thermoresponsive Polymer Brushes on Temperature-controlled Cellular Adhesion/Detachment Behavior2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      2^<nd> International Conference on Biomaterials Science in Tsukuba (ICBS2013)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2013-03-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Terminal-Functionality Effect of Thermoresponsive Polymer Brushes on Surface Properties and Temperature-Induced Cell Adhesion Behavior2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      4th Asian Biomaterials Congress (ABMC2013)
    • 発表場所
      China, Hong Kong, Hong Kong University of Science and Technology
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Terminal-functionality Poly (N-isopropylacrylamide) Brushes on Temperature-controlled Cellular Adhesion/Detachment Behavior2013

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      Tsukuba International Conference on Materials Science
    • 発表場所
      茨城, 筑波大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] End-functionality effect of thermoresponsive polymer brushes on thermoresponsive surface properties and temperature-induced cellular adhesion behavior2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      The 9^<th> SPSJ International Polymer Conference (IPC2012)
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子ブラシ表面の末端官能基の違いが細胞接着温度範囲と細胞脱着挙動に与える効果2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-11-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子ブラシの末端官能基の構造が細胞の接着・脱着挙動に与える影響2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] End-functionality effect of poly(N-isopropylacrylamide) brushes on temperature-responsive cell adhesion/detachment behavior2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      2012 Taiwan~Japan Symposium on Polyscale Technologies for Biomaterials Engineering and Environmental Sciences (PT-BMES 2012)
    • 発表場所
      台湾・国立清華大学
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞の接着・脱着挙動に及ぼす温度応答性高分子ブラシ構造の末端官能基の効果2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第6回ナノ・バイオメディカル学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 年月日
      2012-07-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性ポリマーブラシ表面における分子鎖長および末端官能基が細胞の接着・脱着挙動に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第41回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学先端科学技術研究センター
    • 年月日
      2012-06-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子ブラシ表面の分子鎖長と末端官能基が細胞の接着・脱着挙動に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2012-05-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Hydrophobic Basal Layer in Thermoresponsive Block Copolymer Brush Surfaces on Harvesting Cell Sheets2012

    • 著者名/発表者名
      松坂 直樹
    • 学会等名
      第14回International Association of Colloid and Interface Scientists, Conference (IACIS国際会議)
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2012-05-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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