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セラミック半導体の光応答を利用した細胞培養デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04521
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関関西大学

研究代表者

上田 正人  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (40362660)

研究分担者 池田 勝彦  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (20184434)
松垣 あいら  大阪大学, 工学研究科, 助教 (10592529)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード生体材料 / セラミックス / 光化学反応
研究成果の概要

光応答セラミックスを利用して,細胞の基盤への接着を酵素処理フリーで制御することを目的とした。TiO2とSrTiO3は,バンドギャップが3.0-3.2 eVのn型半導体であり,紫外光(UV)照射で光触媒反応を呈する。そのセラミックスをSiO2上にRFスパッタリングで成膜した。その表面では暗所下で細胞が単調に増殖した。その表面にUV予備照射を施すと細胞接着が促進された。逆に連続照射を行うとその接着は抑制された。なお,UVは同膜で完全に吸収されるため,細胞はUVに曝されない。これらは,細胞の接着・増殖・剥離挙動をこの細胞培養器で制御できることを示している。さらに,細胞の2次元配置も可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

紫外線(UV)に応答するTiO2とSrTiO3をSiO2基盤上に成膜したシンプルな構造を有する細胞培養器を開発し,光照射によって細胞接着の促進や抑制を制御できることを実験的に示した。なお,UV照射は培養器背面から行い,細胞はUVに曝されない構造とした。これは,細胞にダメージを与えてしまう従来の酵素処理を用いた細胞制御に代わる有効な手法である。さらに,細胞の2次元配置も可能となった。本技術を利用すれば,複数の細胞を任意に配置した細胞シートを作製することが可能となる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 13件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 電気抵抗率の精密測定による純チタンの組織評価2018

    • 著者名/発表者名
      UEDA Masato、SAKAMOTO Takanori、IKEDA Masahiko
    • 雑誌名

      環境資源工学

      巻: 65 号: 3 ページ: 74-76

    • DOI

      10.4144/rpsj.65.74

    • NAID

      130007618811

    • ISSN
      1348-6012, 1349-9262
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flux growth of β-NaGaO2 single crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Issei、Kakinuma Ayako、Ueda Masato、Omata Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 504 ページ: 26-30

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2018.09.034

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Cell Adhesion on Titanium Dioxide by Light Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda Masato、Yamaguchi Rika、Fujita Chika、Ikeda Masahiko
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 941 ページ: 2507-2512

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.941.2507

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Properties of Additively Manufactured Porous Titanium with Sub-Millimetre Structural Units2018

    • 著者名/発表者名
      Masato Ueda, Masahiko Ikeda, Shigeo Mori, Kenji Doi, Hisashi Kitagaki, Shuntaro Terauchi
    • 雑誌名

      Mater. Trans.

      巻: -

    • NAID

      130007695407

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 骨部分置換用ポーラスチタン–ポリグリコール酸–炭酸カルシウム複合体の開発2018

    • 著者名/発表者名
      75.上田 正人, 池田 勝彦, 土井 研児, 森 重雄, 北垣 壽, 寺内 俊太郎, 関 あずさ
    • 雑誌名

      高分子論文集

      巻: 75 号: 1 ページ: 69-74

    • DOI

      10.1295/koron.2017-0056

    • NAID

      130006320112

    • ISSN
      0386-2186, 1881-5685
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] サブミリメートルの構造部位を有するポーラスチタンの機械的性質2019

    • 著者名/発表者名
      上田正人,足立まりあ,池田勝彦,森重雄,土井研児,北垣壽,寺内俊太郎
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期(第164回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Lattice Defects in Pure Titanium by Resistivity Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda, T. Sakamoto, M. Ikeda
    • 学会等名
      The 16th Korea/Japan International Symposium on Recourses Recycling and Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preparation of SrTiO3 Thin Film for Cell Culture Vessel by RF Magnetron Sputtering2018

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, M. Ueda, M. Ikeda
    • 学会等名
      The 16th Korea/Japan International Symposium on Recourses Recycling and Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2D Patterning of Cells by Light Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda
    • 学会等名
      Finland-Japan Workshop: The next generation medical engineering in biomaterials, Joint with 3rd Bone and Biomaterials Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Cell Adhesion on Titanium Dioxide by Light Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda, R. Yamaguchi, C. Fujita, M. Ikeda
    • 学会等名
      THERMEC’2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elastic-modulus enhancement during room-temperature aging in β-Ti alloys2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tane, A. Umeda, K. Hagihara, M. Ueda, T. Nakano, T. Sekino, T. Ichitsubo
    • 学会等名
      THERMEC’2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Low Cost Titanium-Manganese Shape Memory Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      M. Ikeda, M. Ueda
    • 学会等名
      THERMEC’2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of Oxygen on Phase Constitution and Heat Treatment in Ti-V Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nagasawa, M. Ikeda, M. Ueda
    • 学会等名
      THERMEC’2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラット脛骨に埋植したポーラスチタン-ポリグリコール酸-炭酸カルシウム複合体周囲の骨組織2018

    • 著者名/発表者名
      上田正人,池田勝彦,関あずさ
    • 学会等名
      第38回日本骨形態計測学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セラミック半導体を利用した光応答型細胞培養器の試作2018

    • 著者名/発表者名
      永澤 瞳,山口莉嘉,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック 第13回若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] RFスパッタリングによるSrTiO3の成膜と光応答性2018

    • 著者名/発表者名
      松村漱,山口莉嘉,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ti-20mass%V-酸素合金の熱処理挙動に及ぼす酸素添加量の影響2018

    • 著者名/発表者名
      永澤瞳,池田勝彦,上田正人
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光応答型細胞培養器における局所的な電位制御2018

    • 著者名/発表者名
      上田正人,山口莉嘉,藤田智香,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光応答細胞培養器における光応答性の鋭敏化2017

    • 著者名/発表者名
      上田正人,藤田智香,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 背面照射型のTi/TiO2/水溶液/SiO2光応答細胞培養器の試作2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智香,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      首都大学東京 南大沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Photo-Responsible Cell Culture Vessels using Titanium Dioxide2017

    • 著者名/発表者名
      C. Fujita, M. Ueda, M. Ikeda
    • 学会等名
      The 15th Japan/Korea International Symposium on Recourses Recycling and Materials Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitization of Photo-Response in Cell Culture Vessels2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda, C. Fujita, M. Ikeda
    • 学会等名
      The 15th Japan/Korea International Symposium on Recourses Recycling and Materials Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Photo-Responsible Cell Culture Vessels using Titanium Oxide films2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ueda, C. Fujita, M. Ikeda
    • 学会等名
      2017 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光応答細胞培養器における光応答性の鋭敏化2017

    • 著者名/発表者名
      上田正人,藤田智香,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期(第160回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 背面照射型のTi/TiO2/水溶液/SiO2光応答細胞培養器の試作2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智香,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本金属学会2017年春期(第160回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 背面照射型TiO2/SiO2光応答細胞培養器の試作とその諸特性2017

    • 著者名/発表者名
      山口莉嘉,山本彩乃,藤田智香,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック 第12回若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 背面照射型Ti/TiO2/Hanks液/SiO2光応答細胞培養器の試作と光応答鋭敏化2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智香,上田正人,池田勝彦
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会関西ブロック 第12回若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 背面照射型Ti/TiO2/Hanks液/SiO2光応答細胞培養器の試作2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智香,上田正人,池田勝彦,松垣あいら,中野貴由
    • 学会等名
      日本金属学会2017年秋期(第161回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタン薄膜を利用した光応答型細胞培養器の試作2017

    • 著者名/発表者名
      上田正人,山口莉嘉,藤田智香,池田勝彦
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタンの光化学反応を利用した背面照射型細胞培養器の試作2016

    • 著者名/発表者名
      上田正人,池田勝彦,藤田智香
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Photo-Responsible Cell Culture Vessels using TiO2 film2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Ueda, Chika Fujita, Masahiko Ikeda, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano
    • 学会等名
      PRICM9
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center
    • 年月日
      2016-08-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Utilisation of Photocatalytic Reaction of Titanium Dioxide in Biomedical Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Ueda, Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      The 14th Korea / Japan International Symposium on Resources Recycling and Materials Science
    • 発表場所
      Gyeong Won Jae Ambassador, Incheon, South Korea
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Utilisation of Titanium dioxide for Photo-responsive Cell Vessels2016

    • 著者名/発表者名
      Chika Fujita, Yasuka Yoshida, Masato Ueda, Masahiko Ikeda
    • 学会等名
      The 14th Korea / Japan International Symposium on Resources Recycling and Materials Science
    • 発表場所
      Gyeong Won Jae Ambassador, Incheon, South Korea
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 化学・物質工学科 環境材料研究室

    • URL

      http://www.chemmater.kansai-u.ac.jp/ecmate/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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