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再生医療のための3次元組織の構築技術

研究課題

研究課題/領域番号 17F17722
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関横浜国立大学

研究代表者

福田 淳二  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80431675)

研究分担者 ZHANG BINBIN  横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-11-10 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2019年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードBioprinter / hydrogel / tissue engineering / 毛細血管 / 3Dプリンタ / バイオインク / bioprinter / bioink / electrochemistry
研究実績の概要

The capability and protocol of a lab-made 3D bioprinter were tested. Cellulose-based materials have been shown to have great potential for biomedical applications in the construction of extracellular matrix-mimicking scaffolds owing to their intrinsic characteristics, such as biocompatibility and tunable 3D architecture. Herein the nanocellulose was processed from wood-based cellulose to generate nano-fibers with 100nm in length and 5nm in diameter. Using the 3D bioprinter, nanocellulose scaffolds were successfully printed. Fibroblast 3T3 cells were cultured with the printed nanocellulose scaffolds, and cells showed good adhesion and proliferation behavior.
Gelatin methacrylate (GelMA) has been widely used as scaffold material for 3D bioprinting. However, one of the obstacles in using GelMA for 3D bioprinting is the photo-crosslinking speed. Without fast photo-crosslinking speed, GelMA cannot form structures with desired resolution during 3D bioprinting. Key to solve this challenge is to increase the speed of GelMA bio-ink photo-crosslinking reactions. It is shown that instead of methacrylation of gelatin, its modification with the acrylate functional group can demonstrate a higher photo-crosslinking rate. We demonstrated that the modification efficiency increased to 90% with 4:1 reagent ratio, compared to 67% for the degree of GelMA modification. The synthesized GelAc was then examined with human umbilical vein endothelial cells, which showed tubular network formation after 5 days culture, demonstrating good biocompatibility of GelAc hydrogel.

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wollongong(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] ynergic effects of oxygen supply and antioxidants on pancreatic β-cell spheroids2019

    • 著者名/発表者名
      D. Myasnikova, T. Osaki, K. Onishi, T. Kageyama, B. Zhang, J. Fukuda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1802-1802

    • DOI

      10.1038/s41598-018-38011-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Engineering of perfusable double-layered vascular structures using contraction of spheroid-embedded hydrogel and electrochemical cell detachment2019

    • 著者名/発表者名
      Shimazu Yuka、Zhang Binbin、Yue Zhilian、Wallace Gordon G.、Fukuda Junji
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 127 号: 1 ページ: 114-120

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2018.07.006

    • NAID

      120006539323

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ハイドロゲルの変形を利用した四次元組織構築法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      小澤聖奈、景山達斗、Binbin Zhang、福田淳二
    • 学会等名
      日本動物細胞工学会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態モニタリング装置とこれを用いた細胞分化能の予測2019

    • 著者名/発表者名
      増本美波、大崎達哉、景山達斗、Binbin Zhang、木村博之、坂根勲、高橋晋太郎、瀧本真一、福田淳二
    • 学会等名
      日本動物細胞工学会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態モニタリング装置と細胞分化機能の予測2019

    • 著者名/発表者名
      増本美波、大崎達哉、景山達斗、Binbin Zhang、木村博之、坂根勲、高橋晋太郎、瀧本真一、福田淳二
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第32回
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 4D tissue engineering using hydrogel swelling and shrinkage2019

    • 著者名/発表者名
      Sena Ozawa, Binbin Zhang, Junji Fukuda
    • 学会等名
      APCChE2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Minami Masumoto, Tatsuya Osaki, Tatsuto Kageyama, Binbin Zhang, Isao Sakane, Shintaro Takahashi, Shinichi Takimoto & Junji Fukuda2019

    • 著者名/発表者名
      Cell Morphology Monitoring during Culture for Daily Cell Quality Control
    • 学会等名
      TERMIS-AM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ascorbic Acid-2-phosphate protective effect against ROS on pancreatic β-cell spheroids2018

    • 著者名/発表者名
      Dina Myasnikova, Binbin Zhang, Junji Fukuda
    • 学会等名
      TERMIS-World Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-11-13   更新日: 2024-03-26  

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