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マイクロ電気化学システムによる細胞接着の3次元操作

研究課題

研究課題/領域番号 18048004
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

西澤 松彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20273592)

研究分担者 安部 隆  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00333857)
梶 弘和  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70431525)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2007年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードマイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織 / 生体機能利用 / 組織工学 / バイオアッセイ / 細胞接着 / 共培養 / バイオメカニクス
研究概要

本研究は,電気化学反応によって細胞接着を操作する技術「電気化学バイオリソグラフィー」を3次元構造体への細胞接着の操作へ拡張し,細胞培養担体(スキャホールド)内部への異種細胞から成る反復構造の作製へのチャレンジである。先ず,ガラスとPDMSからなるマイクロ流路デバイスの内部に細胞の共培養系を作製する事に成功した。あらかじめ流路の内壁にマイクロ電極のアレイを作製しておき,流路内部をヘパリン被覆した後にKBr水溶液を充填して電極に1.5Vを印加すると,電極の対面部位のヘパリンが脱着して細胞接着性へと変化し,細胞培養が出来た。隣接するマイクロ電極で同様の操作を違う種類の細胞に対して行なうと,流路内に異種細胞を配列させ,共培養化する事ができた。次に,あらかじめ電極を配置しておく必要が無いシステムの開発を意図して,針電極による細胞接着誘導を検討した。シリコンゴムチューブの内壁をヘパリン修飾し,そこへ針電極を刺して上述の反応を行う事によって,電極を刺した領域のみに細胞接着を誘導できた。さらに共培養化も出来た。この結果は,3次元構造体の内部に共培養系を造り込むという当初の目的を達成した典型的な一例であるとともに,血管内皮細胞の培養によって,血管を模擬したせん断応力と引っ張り応力が負荷できるモデルとなる可能性を有している。これは血流と細胞動態との関連を探るトレース実験を可能とする,これまでに無かった実験系を提供する可能性を有している。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Localized Immobilization of Proteins onto Microstructures within a Preassembled Microfluidic Device2008

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B 128

      ページ: 545-551

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stepwise Formation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji, et. al.
    • 雑誌名

      Biotechnol. Bioeng. 98

      ページ: 919-925

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Patterning Cellular Motility Using an Electrochemical Technique and a Geometrically-Confined Environment2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kaji
    • 雑誌名

      Langmuir 22

      ページ: 10784-10787

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On-Demand Patterning of Protein Matrices inside a Microfluidc Device2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kaji
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 78

      ページ: 5469-5473

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Arrangement of Cells within semi-Closed Space with Microelectrode-Based Technique2007

    • 著者名/発表者名
      M. Hashimoto, et. al.
    • 学会等名
      Micro Total Analysis Systems 2007
    • 発表場所
      Paris cite des Sciences et de 1'Industrie
    • 年月日
      2007-10-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Patterned Cell Co-Cultures in Silicone Tubing Using a Microelectrode Technique and Electrostatic Assembly2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaji, et. al.
    • 学会等名
      29th International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Lyon Convention Center "cite Internationale"
    • 年月日
      2007-08-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 動物実験代替のためのバイオマテリアル・デバイス2007

    • 著者名/発表者名
      梶弘和
    • 出版者
      シーエムシー
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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