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3次元動的力学刺激環境と包埋ゲル空間によるニューロンネットワークの立体誘導制御

研究課題

研究課題/領域番号 15K13894
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
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, 大学院理工学研究科, 教授 (10143083)

連携研究者 馮 忠剛  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (10332545)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード超小型3次元振動ステージ / 3次元動的力学刺激 / iPS細胞 / 分化・成長誘導制御 / 神経細胞 / 3次元ゲル包埋培養 / 3次元ニューロンネットワーク / 再生治療 / ゲル包埋培養法 / 分化誘導 / ニューロンネットワーク / 3次元培養 / 立体培養誘導
研究成果の概要

再生治療に貢献するため,生きている培養細胞に対し3次元の動的力学刺激を自在に付加し得る圧電駆動超小型3次元振動ステージを開発しゲル包埋培養法と合わせ,これまでとは全く異なる力学的原理に基づく3次元ニューロンネットワークの創生・誘導制御を可能とする革新的システムの実現をめざした。
コラーゲンゲル濃度の最適化により,「ゆるやか」かつ構造安定的な足場によるiPS細胞から分化誘導される神経細胞の3次元包埋培養法を確立した。包埋培養ディッシュを開発した超小型3次元振動ステージ上に設置し3次元的力学刺激を組織的に作用させることにより,ニューロンネットワークの3次元誘導制御手法としての原理的有用性を確認した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Novel Methods to Apply Micro Dynamic Stimulations on Cultured Adhesive Cells and Its Application in Constructing Gel-embedded Three-dimensional Neuronal Structures Differentiated From Human iPS Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Kosawada, Keita Ohnishi, Hiroaki Satoh, Zhonggang Feng, Kaoru Goto
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 24-1 号: 1 ページ: 625-638

    • DOI

      10.1007/s00542-017-3399-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modulation of the mechanical properties of ventricular extracellular matrix hydrogels with a carbodiimide crosslinker and investigation of their cellular compatibility2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita Kyohei、Feng Zhonggang、Sato Daisuke、Kosawada Tadashi、Nakamura Takao、Shiraishi Yasuyuki、Umezu Mitsuo
    • 雑誌名

      AIMS Materials Science

      巻: 5 号: 1 ページ: 54-74

    • DOI

      10.3934/matersci.2018.1.54

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Theoretical methods and models for mechanical properties of soft biomaterials2017

    • 著者名/発表者名
      Feng Zhonggang、Kosawada Tadashi、Nakamura Takao、Sato Daisuke、Kitajima Tatsuo、Umezu Mitsuo
    • 雑誌名

      AIMS Materials Science

      巻: 4 号: 3 ページ: 680-705

    • DOI

      10.3934/matersci.2017.3.680

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stress relaxation and stress-strain characteristics of porcine amniotic membrane2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Kikuchi, Zhonggang Feng, Tadashi Kosawada, Daisuke Sato, Takao Nakamura, Mitsuo Umezu
    • 雑誌名

      BIO-MEDICAL MATERIALS AND ENGINEERING

      巻: 27 ページ: 603-611

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Novel Three-dimensional Micro Vibration Actuator for Imposing Dynamic Stimulations to Promote Differentiation of iPS Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Kosawada, Tomoyuki Koizumi, Kazuya Ugajin, Zhonggang Feng, Kaoru Goto
    • 雑誌名

      Microsystem Technologies

      巻: 22 号: 1 ページ: 45-56

    • DOI

      10.1007/s00542-015-2644-y

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ゲル包埋培養によるヒトニューロンの3次元的構造形成に及ぼす動的力学刺激の影響評価2017

    • 著者名/発表者名
      赤間 広輔,大西 敬太,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウスニューロンネットワーク間の融合に対する動的力学刺激の影響について2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 拓亮,登坂 勇紀,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] iPS細胞の基礎と細胞培養技術及び実用化のためのニーズと課題2017

    • 著者名/発表者名
      小沢田 正
    • 学会等名
      R&D SUPPORT CENTER主催セミナー
    • 発表場所
      東京・江東区文化センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト神経細胞コロニー間のニューロンネットワーク形成に及ぼす動的力学刺激の影響評価2016

    • 著者名/発表者名
      大西 敬太,菊池 駿佑,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      LIFE 2016
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的力学刺激環境及び包埋ゲル空間によるマウスニューロンネットワークの3次元的形成2016

    • 著者名/発表者名
      登坂 勇紀,金子 暢生,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      LIFE 2016
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Biomechanics of Collagen-Based Hydrogels as Tissue Engineering Scaffolds2016

    • 著者名/発表者名
      Z. Feng, Y. K. Fujita, T. Kosawada, D. Sato, T. Nakamura, Y. Shiraishi, T. Kitajima, M. Umezu
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society
    • 発表場所
      Orlando, FL, USA.
    • 年月日
      2016-08-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞の効率的な培養のための支援デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小沢田 正
    • 学会等名
      技術情報協会主催セミナー
    • 発表場所
      東京・五反田,技術情報協会
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞培養技術・機器・装置開発へのニーズとiPS細胞の基礎2015

    • 著者名/発表者名
      小沢田 正
    • 学会等名
      技術情報協会主催セミナー
    • 発表場所
      東京・五反田,技術情報協会
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Sensing System for Three-dimensinal Shape and Local Mechanical Properties on Living Tissues2015

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Konno, Tadashi Kosawada
    • 学会等名
      The 8-th Asian-Pacific Conference on Biomechanics
    • 発表場所
      Hokkaido University, Sapporo, Japan
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲル包埋培養を用いたマウス神経細胞の3次元ネットワーク形成に及ぼす動的力学刺激の影響2015

    • 著者名/発表者名
      金子 暢生,大西敬太,登坂勇紀,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞の神経細胞への分化および成長に及ぼす動的力学刺激の影響評価2015

    • 著者名/発表者名
      菊池 駿佑,早坂 紘旗,佐野 聖人,小沢田 正,馮 忠剛
    • 学会等名
      日本機械学会Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 動物細胞培養・自動化におけるトラブル発生原因と対策(7-2:「細胞培養技術・機器・装置開発へのニーズと細胞の基礎」担当)2017

    • 著者名/発表者名
      小沢田 正
    • 総ページ数
      526
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Kosawada "Biomechanics" Lab. Website

    • URL

      http://kosawada-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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