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マイクロ穿刺デバイスによる3次元細胞注入システムの実現

研究課題

研究課題/領域番号 15650086
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
研究機関茨城大学

研究代表者

増澤 徹  茨城大学, 工学部, 教授 (40199691)

研究分担者 柴田 隆行  茨城大学, 工学部, 助教授 (10235575)
岸田 晶夫  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60224929)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード再生医療 / インピーダンス計測 / マイクロマシン / MEMS / 穿刺深さ計測
研究概要

3次元細胞注入システムで使用する穿刺深さ計測方法として,インピーダンス値をもとに穿刺深さを計測する3種類の方法,針・板電極法,二針電極法,MEMS電極法を考案した.針・板電極法は穿刺針とステンレス板対極電極を用いる方法,二針電極法は2本の穿刺針を用いる方法,MEMS電極法はMEMS技術を用いて複数の電極を1本の針上に形成した穿刺針を用いる方法である.MEMS電極は市販の注射針(27G,直径0.04mm,長さ15mm)の円筒面上に,絶縁層となるネガ型の感光性ポリイミドをフォトリソグラフィによって形成し,さらに,2層目の電極となる白金薄膜をリフトオフ法によってパターニングした.濃度6.5%のゼラチン試料を用いて,評価実験を行ったところ,全ての穿刺深さ計測法で5%以内の誤差で穿刺深さが数10μmの単位で計測可能であることを確認した.加えて.位置決め精度10μm,分解能1μmのマイクロ穿刺針駆動系および細胞注入精度0.125μlの細胞注入システムも開発した.以上の研究により,スキャッフォルドなどの目標生体組織に対してマイクロメートルオーダーの穿刺深さ精度で針を挿入し,遺伝子キャリア細胞を高精度で注入するシステムが開発できた.一方,組織内細胞インジェクションについて,脱細胞化生体組織を用いて検討を行った.組織外部から細胞を播種した場合、組織内に空隙が多数存在する場合でも内部への細胞の浸潤はおこらなかった.そこで注射器を用いて手動で注入したところ、組織内部に生着した.このことから、厚みのある組織(大血管、心筋など)に細胞を植え込む場合には注入法が有効であることが分かった.さらに,注入する針の表面を生体適合化する技術として,ハイドロキシアパタイトナノ粒子の固定化について検討を行い,様々なナノ粒子と固定化法についての有用なデータを得た.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] 3次元細胞注入システムの基礎的研究2004

    • 著者名/発表者名
      孫彦斌, 増澤徹, 柴田隆行, 岸田晶夫
    • 雑誌名

      茨城講演会講演論文集 No040-3

      ページ: 207-208

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Diamond AFM Probe Integrated with PZT Thin Film Sensor and Actuator2004

    • 著者名/発表者名
      T.Shibata, K.Unno, E.Makino, S.Shimada
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A114

      ページ: 398-405

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] セルカルチャーのための圧電駆動型マイクロ細胞培養チップの開発2004

    • 著者名/発表者名
      蒔田喜之, 柴田隆行, 増澤 徹, 岸田晶夫, 牧野英司
    • 雑誌名

      日本機械学会関東支部茨城講演会

      ページ: 211-212

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano-scaled hydroxyapatite/polymer composite IV.Fabrication and cell adhesion of a 3D scaffold made of composite material with a silk fibroin substrate to develop a percuataneous device.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Furuzono, S.Yasuda, T.Kimura T, J.Tanaka, A.Kishida
    • 雑誌名

      Journal of Artificial Organs 7(3)

      ページ: 137-144

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel PVA-DNA nanoparticles prepared by ultra high pressure technology for gene delivery2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kimura, A.Kishida, et al.
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C 24

      ページ: 797-801

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nano-scaled hydroxyapatite/polymer composite II.Coating of sintered hydroxyapatite particles on poly(2-(o-[1-methylpropylideneamino] carboxyamino)ethyl methacrylate)-grafted silk fibroin fibers through covalent linkage2004

    • 著者名/発表者名
      A.Korematsu, T.Furuzono, S.Yasuda, J.Tanaka, A.Kishida
    • 雑誌名

      J.Mater. Sci. 39(9)

      ページ: 3221-3225

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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