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皮膚や臓器に貼付できるフレキシブル酸素イメージングフィルム

研究課題

研究課題/領域番号 16K01372
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

塚田 孝祐  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00351883)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード酸素センサ / 生体計測 / 生体医工学 / 細胞培養 / ウェラブル / ウェアラブル / 生物・生体工学 / バイオセンサ / 光計測
研究成果の概要

生体の皮膚や臓器など凹凸を有する部位でも酸素センシングが可能な貼付型の酸素センサデバイスの開発を行った.酸素センサは酸素感受性色素を含むセンシング層,励起光源層,受光層の3層で構成した.酸素感受性色素をポリスチレンナノ粒子に封入することで,測定精度の向上に成功した.励起光源には電気化学発光を採用し,その電気的条件を決定した.校正実験から有効に酸素計測が可能であることを実証した.将来的には素子を高密度で配列することで酸素濃度の二次元イメージングへの応用が期待された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸素濃度を計測する必要性は臨床のみならず,基礎医学研究においても益々増加しているが,現在普及している方法は測定部位が限られるなど利便性に欠けている.そこで従来測定が困難であった立体的な生体組織や培養細胞まで応用できる新たな酸素濃度計測法を提案した.得られた成果を発展させることにより,将来的には手術中に臓器表面に貼付して酸素モニタリングを行うなど,従来不可能であった酸素濃度測定を簡便かつ高精度に測定できると期待された.

報告書

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

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Micro/nano particle-based oxygen sensing film for monitoring respiration of cells cultured in a microfluidic device2019

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Y., Iwamoto Y. and Tsukada K.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: -

    • NAID

      210000155937

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immobilized Monolayer Nanoparticles in a Microfluidic Device for Surface Enhanced Raman Scattering Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Hase T., Ishigaki S., Shibusawa K., Hamanaka S., Yabuki Y., Tamano Y., Tsukada K.
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 6 号: 0 ページ: 122-128

    • DOI

      10.14326/abe.6.122

    • NAID

      130006302480

    • ISSN
      2187-5219
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Accuracy and safety verification of ovarian reserve assessment technique for ovarian tissue transplantation using optical coherence tomography in mice ovary2017

    • 著者名/発表者名
      Seido Takae, Kosuke Tsukada, Yorino Sato, Naoki Okamoto, Tai Kawahara, Nao Suzuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 43550-43550

    • DOI

      10.1038/srep43550

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous mapping of unevenly distributed tissue hypoxia and vessel permeability in tumor microenvironment2016

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Oda, Yuichiro Iwamoto, Kosuke Tsukada
    • 雑誌名

      Biomedical Physics & Engineering Express

      巻: 2 号: 6 ページ: 065017-065017

    • DOI

      10.1088/2057-1976/aa5193

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cortical microcirculatory disturbance in the super acute phase of subarachnoid hemorrhage2016

    • 著者名/発表者名
      Mami Ishikawa, Mayumi Kajimura, Takayuki Morikawa, Kosuke Tsukada, Toshiyuki Tsuji, Gen Kusaka, Yuichi Tanaka, Makoto Suematsu
    • 雑誌名

      Journal of the Neurological Sciences

      巻: 368 ページ: 326-333

    • DOI

      10.1016/j.jns.2016.06.067

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Micro/nano particle based-oxygen sensing film for continuous and non-invasive measurement of oxygen partial pressure around cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Y., Yokoyama J. and Tsukada K.
    • 学会等名
      IEEE EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro/nano particle-based oxygen sensing film for monitoring respiration of cells cultured in a microfluidic device2018

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Y., Yokoyama J. and Tsukada K.
    • 学会等名
      31st International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of flexible oxygen sensor for direct measurement of vital oxygen partial pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Y., Katayama Y., Tsukada K.
    • 学会等名
      IEEE Life Sciences Conference (LSC)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MEMS型細胞培養装置:培養層の酸素と物質濃度を制御・モニターする技術2018

    • 著者名/発表者名
      塚田孝祐
    • 学会等名
      LIP横浜オープンカンファレンス(次世代のライフサイエンス産業を拓く最先端のリサーチツール)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a flexible sheet-type sensor for direct measurement of oxygen partial pressure in vivo and in vitro2018

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Y., Katayama Y., Tsukada K.
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantification and imaging of vascular permeability and partial pressure of oxygen in vivo2017

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto Y., Oda K., Tsukada K.
    • 学会等名
      2017 Annual Meeting of BMES
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a cell-culture device generating oxygen and chemical gradient for tumor-associated angiogenesis imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Y., Kadokura K., Tsukada K.
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A cell culture device with continuous oxygen gradient for microcirculation research in vitro2016

    • 著者名/発表者名
      Kadokura K., Sato A., Boudehent B. and Tsukada K.
    • 学会等名
      2016 Annual Meeting of BMES
    • 発表場所
      Minneapolis (USA)
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative analysis of HUVEC tube formation in culture under an oxygen gradient2016

    • 著者名/発表者名
      Boudehent B., Kadokura K. and Tsukada K.
    • 学会等名
      2016 Annual Meeting of BMES
    • 発表場所
      Minneapolis (USA)
    • 年月日
      2016-10-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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