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細胞折紙技術による形状変化・力学刺激に対する形態形成メカニズム解析システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17H03194
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 知能機械学・機械システム
研究機関北海道大学

研究代表者

繁富 香織  北海道大学, 高等教育推進機構, 特任准教授 (90431816)

研究分担者 尾上 弘晃  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (30548681)
岩瀬 英治  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)
福井 彰雅  中央大学, 理工学部, 教授 (80262103)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
キーワード折紙工学 / Bio-MEMS / 細胞 / 再生医療 / bio-MEMS / 細胞折紙 / bioMEMS / BioMEMS / ナノマイクロ工学 / 医療工学
研究成果の概要

本研究では、微細加工技術と折紙工学の折り畳み技術を利用して、細胞の足場となるマイクロプレートを作製し、細胞を培養した後に折り畳むことにより、形態形成の過程でおこる細胞の折り畳みによる形状変化や生体内における力学的刺激と形態形成のメカニズムの関係の解明を目指した。研究期間中に磁性体入りマイクロプレートを作製し、プレート上に細胞を培養した後に、顕微鏡下で磁場を用いてマイクロプレートを折畳み・展開し、細胞の形状を立体的に制御することに成功した。磁性体を用いることで、非接触で駆動できることから、配線などは必要なく、細胞の形状の変えることが可能になった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により細胞の立体的な形状変化や力学刺激が細胞の3次元形態形成や分化に及ぼす影響を解析・解明が可能となる。本研究は、細胞発生学の基礎研究分野のみならず、再生医療分野において効率的に幹細胞を分化させることができる次世代の技術に応用することが可能である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 3件、 招待講演 17件) 図書 (1件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Origami-based self-folding of co-cultured NIH/3T3 and HepG2 cells into 3D microstructures2018

    • 著者名/発表者名
      Q. He, T. Okajima, H. Onoe, A. Subagyo, K. Sueoka, K. Kuribayashi-Shigetomi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 4556-4556

    • DOI

      10.1038/s41598-018-22598-x

    • NAID

      120006469011

    • 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] 「折紙工学の医療機器、再生医療への応用と展望」特集 折紙工学の最前線―基礎から応用まで2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 雑誌名

      金属

      巻: 87 ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 計算折り紙と細胞折り紙技術による細胞の立体構造の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林) 香織, 上原 隆平, 堀山 貴史
    • 学会等名
      第33回代用臓器・再生医学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞折紙技術と計算折紙による細胞の 3D 構造の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林) 香織, 上原 隆平, 堀山 貴史
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第42回研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 計算折り紙による細胞の 3 次元立体構造の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林) 香織, 上原 隆平, 堀山 貴史
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 世界が注目するOrigamiから生まれる技術革新 医療応用を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      火力原子力発電技術研究会 北海道支部
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世界が注目する折紙工学から生まれる技術革新 医療応用を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      YKK株式会社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞折紙技術と計算折り紙による立体構造の最適化2019

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織, 上原隆平, 堀山貴文
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3D Cell Structures Optimized by Computational Origami2019

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kuribayashi-Shigetomi
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 世界が注目する折紙工学 - 医療応用の新しい可能性 -2019

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第69回医用高分子研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Origamiが医療を変える2019

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      国際観光コンベンションフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Producing Various Shapes of 3D Cell Co-culture Microstructures using a Single Cell Origami Technique2018

    • 著者名/発表者名
      Qian He, Takaharu Okajima, and Kaori Kuribayashi-Shigetomi
    • 学会等名
      7OSME
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applying Cell Origami to produce 3D co-culture cell laden microstructures2018

    • 著者名/発表者名
      Qian He, Takaharu Okajima, and Kaori Kuribayashi-Shigetomi
    • 学会等名
      8th WBC
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D microstructures with various shapes and co-culture cells created by cell origami technique2018

    • 著者名/発表者名
      Qian He, Takaharu Okajima, and Kaori Kuribayashi-Shigetomi
    • 学会等名
      Cheminas
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 折紙工学の最前線 : 折り紙技術による3D 共培養構造2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      NanoBio 第11回若手ネットワーキングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 折り紙の最先端技術の紹介と可能性2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      平成30年度 日本物理教育学会北海道支部総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折紙工学最前線 折り紙の折りたたみ技術による3D立体構造組織の作製2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      3次元画像コンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Origami in Micro-Nano Technology -Applications to Regeneration Medicine using Cell Origami-2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kuribayashi-Shigetomi
    • 学会等名
      19th RIES-Hokudai International Symposium
    • 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] 折り紙技術最前線 ー医療への応用に向けてー2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第18回モーニングセミナー 北海道大学大学院 消化器外科学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折紙工学の最前線、北海道から世界へ2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      日本機械学会 北海道学生会 第47回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り紙の医療への応用2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第17回日本再生医療学会総会 市民公開講座
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り紙で命を救う~折紙工学による医療開発の可能性~2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      クラスター研究会 東京都医工連携HUB機構
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り紙の折り畳み技術によるNIH3T3/HepG2の3次元共培養2017

    • 著者名/発表者名
      Qian He, 繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生きている折り紙 ―細胞は平面から立体へと旅をするー2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第94回サイエンス・カフェ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り紙の医療分野への応用2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      日本図学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞を折る?-折り紙の折り畳み技術の医療への応用-2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      日本・デンマーク外交関係樹立150周年記念展覧会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞で折り紙?―折り紙の折り畳技術の応用―2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第4回 再生医療分野 若手研究者交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折紙工学最前線:細胞まで折ってしまうとは!2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      平成29年度 進路セミナー・学問研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 折り紙技術最前線 ー医療への応用に向けてー2017

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 学会等名
      第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Everyday Life-Signs of Awareness 日々の生活―気づきのしるし2018

    • 著者名/発表者名
      繁富(栗林)香織
    • 総ページ数
      223
    • 出版者
      金沢21世紀美術館
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] メカジョ(機械系女性)の活躍 生体医工学会における男女共同参画推進, 第57回日本生体医工学会大会

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 「折り紙・達人技と科学の技」MRO北陸放送 2017年9月6日放送

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 第6回科学の甲子園 全国大会「君だけのテーマの見つけ方」 NHK Eテレ2017年5月6日放送

    • URL

      https://koushien.jst.go.jp/koushien/tournament/2016/report.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 「折り紙の技 医療に生かす」知の達人たち, 朝日新聞 朝刊 12版 2018年2月27日

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 「折り紙の技法、医療に」, 毎日新聞(北海道) 朝刊 13版 2017年11月2日

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 「折り紙工学をライフサイエンスに応用」日経バイオテク 第859号 2017年7月10日

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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