| 研究課題/領域番号 |
16H04289
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 山形大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
馮 忠剛 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (10332545)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | iPS細胞 / 分化・成長誘導 / ３次元ゲル包埋培養 / 超小型３Ｄ振動ステージ / ３次元神経回路網 / ニューロン簡易移植モデル / ３Ｄ動的マイクロ力学刺激 / 移植性促進法 / 3D振動ステージ / 3D動的力学刺激 / 3D神経回路網構築 / 再生移植モデル / 分化・成長誘導制御 / 超小型３次元振動ステージ / ３次元神経回路網構築 / ３次元動的力学刺激環境 / 移植性促進法開発 / 3D中枢神経回路網 / ゲル包埋培養法 / 移植適合性評価 / ニューロンネットワーク / ３Ｄ動的力学刺激 / ３Ｄ振動ステージ / 3Dマイクロアクチュエータ / 脊髄再生移植モデル |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，iPS細胞を用いた再生移植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高機能超小型振動デバイスを開発し，ゲル包埋培養法と融合させることで，ニューロンネットワーク構造体のアクティブ立体誘導制御・構築を可能とする革新的デバイスシステムの創製をめざし以下のように研究を実施した。
立体ねじれV型カンチレバーおよび立体π/2ねじれバイモルフカンチレバーを用いた３次元振動ステージシステムを開発し，これまでより大変位化，広帯域化の可能性を見出した。また，コラーゲン・ゲルを用いた「ゆるやかな足場」による神経細胞３次元包埋培養法の確立に近づいた。ただし，蛍光観察の鮮明性には依然として難点が存在するため，ゲル濃度の調整・最適化による改善が必要である。この包埋培養ディッシュを開発した上述の超小型３次元振動ステージ上に設置し，３次元動的マイクロ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次元化を段階的に誘導する手法開発を行った。
誘導される３次元中枢神経回路網を用いて，脊髄損傷再生移植治療を模擬する移植モデルを新たに構築すべく試行錯誤中である。今後，開発した３次元振動ステージを用い，移植施術後のニューロンの生着性，連結融合性を促進する最適な３次元動的力学刺激環境の同定をめざす予定である。
また現在，ハイブリッド電気・力学神経生理機能計測評価用３次元マイクロアクチュエータプローブをＭＥＭＳ技術を応用し独自に開発しており，移植神経突起へのマイクロ力学，電気刺激の発現付加，応答計測を可能とするシステムの構築・確立に近づいている。 以上，今年度までの研究により，神経回路機能の結合性，反応特性，電気活動性に基づく移植適合性事前計測評価法の構築および神経細胞再生移植治療支援法の基盤技術を創出することができた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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