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運動機能評価が可能なヒト神経-筋アクチュエータの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17H04805
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 ナノマイクロシステム
研究機関東京大学

研究代表者

森本 雄矢  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (60739233)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2017年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワードバイオロボティクス / マイクロ加工 / BioMEMS / 組織工学 / バイオエンジニアリング / マイクロ工学 / 創薬モデル
研究成果の概要

本研究ではヒト運動神経をヒト骨格筋組織上で培養することで、運動神経と筋線維が接続し、運動神経から信号により筋組織の収縮運動を実現できることを明らかにした。加えて、一対の骨格筋組織を関節を介して取り付けることにより、収縮量を伴う骨格筋組織の収縮運動可能な骨格筋組織アクチュエータを実現できることを明らかにした。この骨格筋組織アクチュエータは各骨格筋組織の収縮運動を制御することで関節の回転量制御が可能であり、筋収縮に伴い関節に付いたアームを動かすことで物体操作できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で生みだした技術は、骨格筋組織の収縮運動の体外での再現に有用であり、生物学分野や医学分野での骨格筋組織の理解に貢献可能である。さらに、生体を模擬した運動を体外で実現できるため、運動学やロボティクスの分野でも大きく貢献可能であり、培養組織の新たな応用先を開拓可能な技術であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Biohybrid robot with skeletal muscle tissue covered with a collagen structure for moving in air2020

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto、Hiroaki Onoe、Shoji Takeuchi
    • 雑誌名

      APL Bioengineering

      巻: 4 号: 2 ページ: 026101-026101

    • DOI

      10.1063/1.5127204

    • 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
  • [雑誌論文] Biohybrid device with antagonistic skeletal muscle tissue for measurement of contractile force2019

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Yuya、Onoe Hiroaki、Takeuchi Shoji
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 33 号: 5 ページ: 208-218

    • DOI

      10.1080/01691864.2019.1567382

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biohybrid robot powered by an antagonistic pair of skeletal muscle tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Yuya、Onoe Hiroaki、Takeuchi Shoji
    • 雑誌名

      Science Robotics

      巻: 3 号: 18

    • DOI

      10.1126/scirobotics.aat4440

    • 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] Three-dimensional contractile muscle tissue consisting of human skeletal myocyte cell line2018

    • 著者名/発表者名
      Shima Ai、Morimoto Yuya、Sweeney H. Lee、Takeuchi Shoji
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 370 号: 1 ページ: 168-173

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2018.06.015

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Perfusable and stretchable 3D culture system for skin-equivalent2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Mori 、Yuya Morimoto 、Shoji Takeuchi
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 11 号: 1 ページ: 011001-011001

    • DOI

      10.1088/1758-5090/aaed12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 点・線・面形状の細胞ブロックを利用した3次元組織構築とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      森本 雄矢, 竹内 昌治
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 10 ページ: 322-327

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.322

    • NAID

      130006110316

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 培養筋組織とデバイスの融合によるバイオマシンの構築2020

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3次元骨格筋-腱組織の構築2019

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢, 三浦重徳,竹内昌治
    • 学会等名
      日本筋学会 第5回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 次元筋組織とデバイスの融合による筋組織の工学分野への応用2019

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢、竹内昌治
    • 学会等名
      第2回 筋スマート社会実現コンソーシアム 講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ glucose monitoring in 3D-cultured skeletal muscle tissue2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Jun Sawayama, Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      the 32nd MEMS conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 伸展及び灌流可能な3次元皮膚モデル用培養システム2019

    • 著者名/発表者名
      森宣人, 森本雄矢, 竹内昌治
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイス技術を応用した機能的な3次元組織構築技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢
    • 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
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biohybrid device composed of cultured tissue and artificial device2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto
    • 学会等名
      24th iCeMS 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] 拮抗筋構造を有するバイオハイブリッドロボットの構築2018

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢, 尾上弘晃, 竹内昌治
    • 学会等名
      第9回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 関節駆動可能な骨格筋バイオロボットの構築2018

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢, 尾上弘晃,竹内昌治
    • 学会等名
      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] Transendothelial Electrical Resistance (TEER) Measurement System of 3D Tubular Vascular Channel2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Mori, Yuya Morimoto, Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      The 31st IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] COLLAGEN SPONGE-LIKE SCAFFOLD FOR A 3D PERFUSABLE VASCULARIZED TISSUE2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Mori, Yuya Morimoto, and Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IN VITRO 3D MICROVESSEL CONSTRUCTION BY GROOVED COLLAGEN-GEL SANDWICH2017

    • 著者名/発表者名
      Ai Shima, Yuya Morimoto, and Shoji Takeuchi
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元的に培養したヒト骨格筋細胞は自発的な収縮を示す2017

    • 著者名/発表者名
      島亜衣, 森本雄矢, 竹内昌治
    • 学会等名
      第3回 日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Chapter 16, Biohybrid Robot Powered by Muscle Tissues (書名: Mechanically Responsive Materials for Soft Robotics)2020

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Shoji Takeuchi
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Wiley
    • ISBN
      3527346201
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 第5章7 身体運動を再現するバイオハイブリッドロボット (書名:骨格筋研究を核とした筋スマート社会)2019

    • 著者名/発表者名
      森本雄矢、竹内昌治
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      CMCリサーチ
    • ISBN
      9784904482629
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] In vitro tissue construction for organ-on-a-chip application (書名: Applications of Microfluidic Systems in Biology and Medicine)2019

    • 著者名/発表者名
      Yuya Morimoto, Nobuhito Mori, Shoji Takeuchi
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9811362289
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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