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生体と融合する神経インタフェースに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14658294
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関九州工業大学

研究代表者

安田 隆  九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助教授 (80270883)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード神経インタフェース / マイクロ流体デバイス / 神経軸索誘導 / 神経成長因子 / コラーゲン / 細胞接着 / ナノホール / マイクロバルブ / 表面張力
研究概要

前年度までに製作したマイクロ流体デバイス上に、神経細胞様に分化するPC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞種)を培養した。そして、微小孔より濃度100ng/mlの神経成長因子を放出し、その際の細胞の変形や軸索伸長の様子を観察した。神経成長因子を放出してから2時間後、細胞は球状のまま基板に接着していたが、4時間後には扁平・肥大化を始め突起を形成し始めた。さらに、6時間後には微小孔に向かって軸索を伸長させる様子が確認できた。また、細胞体自体も微小孔の方向にわずかに移動する様子が確認された。これらの結果より、製作したマイクロ流体デバイスにより、神経インタフェースの構築に必要な神経軸索の誘導が可能であることを示すことができた。
神経インタフェースを構築するには神経細胞をマイクロ流体デバイスの所望の場所に固定化する技術が必要であるため、細胞と強い接着性を有するコラーゲンをデバイス上にパターニングし、その膜上での細胞接着性を評価した。コラーゲン・パターニングの方法として、シリコン樹脂製スタンプを用いる方法、マイクロ流路中にコラーゲンを流し込む方法、レジスト材料を用いたコラーゲンのリフトオフによる方法の3種類を試し、比較検討した。その結果、リフトオフを用いることにより簡便にコラーゲンをきれいにパターニングすることが可能であり、さらに細胞非接着面として細胞接着性の極めて悪いチオール系の自己組織化単分子膜を用いることにより、よりコントラストの高い細胞のパターニングが可能であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] マイクロ流体デバイスによる神経軸索の伸長誘導2005

    • 著者名/発表者名
      中島雄太
    • 雑誌名

      日本機械学会第17回バイオエンジニアリング講演会講演論文集

      ページ: 49-50

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ流体デバイスを用いた神経軸索誘導2004

    • 著者名/発表者名
      石塚勝敏
    • 雑誌名

      第10回化学とマイクロ・ナノシステム研究会講演要旨集

      ページ: 194-194

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Guidance2004

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nakashima
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st Sensor Symposium on Sensors, Micromachines, and Applied Systems

      ページ: 405-408

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ナノホールとマイクロバルブを用いた神経軸索誘導マイクロ流体デバイス2004

    • 著者名/発表者名
      中島雄太
    • 雑誌名

      日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 Vol.5

      ページ: 173-174

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ流路内で単一神経細胞の電気信号を計測するデバイスの開発2004

    • 著者名/発表者名
      熊本將元
    • 雑誌名

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Yasuda: "Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Growth Control"Technical digest of the 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. Vol.2. 1259-1262 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島雄太: "マイクロ流体デバイスによる神経成長因子放出制御"日本機械学会 第16回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集. 125-126 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 皆田晋介: "マイクロチャネルを用いた神経伝達物質計測"日本機械学会 第16回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集. 127-128 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 安田隆: "神経成長因子放出のためのマイクロ流体デバイスの構築"第42回日本エム・イー学会大会論文集. 274 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 熊本將元: "マイクロ流路内での神経電気信号の計測"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 講演論文集. 2P1-3F-F8(1)-2P1-3F-F8(2) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 中島雄太: "ナノホールを用いた神経軸索誘導マイクロデバイスの開発"日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 講演論文集. 2P1-3F-G2(1)-2P1-3F-G2(2) (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 東朋幸: "神経軸索の成長制御のためのマイクロバルブの開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. Vol.3. 168 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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