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厚膜感光性材料を用いた駆動型擬似細胞外マトリックスによる生体機能の再現

研究課題

研究課題/領域番号 16J12039
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関群馬大学

研究代表者

上野 秀貴  群馬大学, 大学院理工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード感光性材料 / 細胞外マトリックス / 生体機能
研究実績の概要

本研究では、厚膜感光性材料を用いた生体機能再現のためのバイオマイクロデバイスの実現を目的とし、疑似的な細胞外マトリックスとして機能する足場構造構築に取り組む。平成30年度は、(1)マイクロ流路への組み込みが可能な微細構造の作製、(2)マイクロ流路と一括作製可能な3次元メッシュの作製を行った。
(1)厚膜感光性材料の特徴である感光部と未感光部のガラス転移温度差を利用した接着法を考案し、細胞を含有できる3次元のポーラス構造上に細胞を透過しない2次元のポーラスメンブレンを集積した。前年度までにマイクロ流路を有する細胞培養用のプラットフォームを構築していた。しかし、プラットフォーム内の細胞組織は生体内の組織とは類似していない。生体内組織は、2次元的な構造をとる細胞組織関門と3次元的に細胞が積層した構造からなる。そこで、細胞を含有し3次元的に細胞を積層することのできるポーラス構造に、細胞の生成する代謝物質のみを透過する2次元のメンブレンを集積することで、2次元と3次元の構造を有する足場構造作製に取り組んだ。結果、孔径約3.5 μm、厚み約8.3 μmの2次元メンブレンをポーラス構造上に集積し、各構造上で2種類の細胞を共培養できた。
(2)3次元メッシュの作製では、傾斜露光法と傾斜酸素アッシング法を利用し、疑似細胞外マトリックスとなる起立したメッシュ構造をマイクロ流路と一括作製した。傾斜酸素アッシング法により微細性を向上させ、孔サイズ10 μm以下、高さ50 μm以上の3次元メッシュを作製できた。また、作製した構造上に接着性の細胞を播種した結果、細胞が構造上に接着している様子が観察された。
以上、最終年度は、これまでに作製したプラットフォームに格納可能な疑似細胞外マトリックスの作製と、マイクロ流路と一括作製可能な構造の作製に取り組み、いずれの構造上においても細胞を培養できることを示した。

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。

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。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] 米国国立標準技術研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] アメリカ国立標準技術研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Correlation between Cells-on-Chips materials and cell adhesion/proliferation focused on material’s surface free energy2019

    • 著者名/発表者名
      Ueno Hidetaka、Inoue Masatoshi、Okonogi Atsuhito、Kotera Hidetoshi、Suzuki Takaaki
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 565 ページ: 188-194

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2018.12.059

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration Method of Microchannel and Vertical Micromesh Structure for Three-Dimensional Cell Culture Using Inclined Exposure and Inclined Oxygen Ashing2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno Hidetaka、Yamada Kou、Suzuki Takaaki
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 12 ページ: 681-681

    • DOI

      10.3390/mi9120681

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a local light stimulation device integrated with micro electrode array2016

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Shoji Komai, Kyohei Terao, Hidekuni Takao, Fusao Shimokawa, Hidetoshi Kotera, and Takaaki Suzuki
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 3 号: 4 ページ: 15-00570-15-00570

    • DOI

      10.1299/mej.15-00570

    • NAID

      130005169834

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 厚膜感光性材料の接着性と剥離性を利用したポーラス材料上微細電極集積法2019

    • 著者名/発表者名
      上野秀貴, 山田功, 鈴木孝明
    • 学会等名
      第25回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Modular designed body-on-a-chip platform for the co-culture of ten human organ tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Takaaki Suzuki, Mandy B. Esch
    • 学会等名
      SELECTBIO -Organ-on-a-Chip, Tissue-on-a-Chip Europe 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of body-on-a-chip platform for the co-culture of ten human organ tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Takaaki Suzuki, Mandy B. Esch
    • 学会等名
      4BIO Summit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell culture chip for mixing medium with low share stress2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Kou Yamada, Takaaki Suzuki
    • 学会等名
      SELECTBIO - Lab-on-a-Chip and Microfluidics World Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication method of scaffold for three dimensional cell culture by using thick photoresist2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Kou Yamada, Takaaki Suzuki
    • 学会等名
      SELECTBIO - Organ-on-a-Chip World Congress and 3D-Bioprinting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 10臓器共培養用Body-on-a-Chipプラットフォームの作製と評価2018

    • 著者名/発表者名
      上野秀貴, 鈴木孝明, Mandy B. Esch
    • 学会等名
      電気学会第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Micro integration method for three-dimensional cell culture by using adhesiveness and detachability of thick photoresist2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Kou Yamada, Takaaki Suzuki
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro integration method for local light stimulation by using adhesiveness of photoresist2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Takaaki Suzuki
    • 学会等名
      9th International Conference on Advanced Micro‐Device Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 厚膜レジストを用いたオプトジェネティクス解析のための局所光刺激機構と神経電位解析アレイの集積化2018

    • 著者名/発表者名
      海野陽平、上野秀貴、伊藤貴広、飯田泰基、山田功、駒井章治、鈴木孝明
    • 学会等名
      第24回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] バイオ応用のための低自家蛍光感光性樹脂の開発2018

    • 著者名/発表者名
      上野秀貴、圓尾且也、鈴木孝明
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Design and Operation of a Body-in-a-Cube Platform2018

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Takaaki Suzuki, Mandy B. Esch
    • 学会等名
      The 62nd International Conference on Electron, Ion, and Photon Beam Technology and Nanofabrication
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 厚膜感光性材料の接着性を利用した3次元集積技術2018

    • 著者名/発表者名
      上野秀貴、山田功、鈴木孝明
    • 学会等名
      平成30年度E部門総合研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 臓器細胞共培養用Body-on-a-Chipプラットフォームの開発2017

    • 著者名/発表者名
      上野秀貴、鈴木孝明、Esch Mandy
    • 学会等名
      電気学会バイオ・マイクロシステム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication Method for Three-Dimensional Polymer Microstructures Using Inclined Exposure and Oxygen Plasma Ashing2016

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ueno, Takaaki Suzuki
    • 学会等名
      The International Conference on Advanced Engineering and Its Education in 2016
    • 発表場所
      Kiryu City Performing Arts Center, Kiryu, Japan
    • 年月日
      2016-10-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 物体の表面加工方法、 積層体、 及び積層体の製造方法2018

    • 発明者名
      鈴木孝明, 上野秀貴
    • 権利者名
      群馬大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-214872
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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