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迅速な三次元組織体の構築を実現するための形状記憶造形法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14284
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分35020:高分子材料関連
研究機関大阪大学

研究代表者

中畑 雅樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40755641)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード再生医療 / 三次元組織構築 / ヒドロゲル / 自在変形 / 適時分解 / 分子間相互作用 / 形状記憶 / 三次元組織 / バイオマテリアル
研究成果の概要

本研究では、三次元組織構築のための新たな足場材料として、細胞の共存下での自在変形・形状記憶および使用後の分解が可能なヒドロゲル材料の開発を目指し、二年間の研究に取り組んだ。一年目は、基盤材料となるヒドロゲルの材料設計を行い、マイルドな化学刺激として糖を用いて形状記憶可能な材料の開発に成功した。二年目は、自在変形性と細胞適合性、分解性を兼ね備えた材料設計の最適化を行い、実際に材料を自在変形させながらの培養および培養後の分解を、それぞれ細胞の生存下で行うことに成功した。これにより、開発した材料を用いた三次元組織構築のための土台となる材料設計を新しく提案することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

再生医療・組織工学分野では、細胞を立体的に配置した三次元組織を構築するために、足場材料をできるだけ短時間で正確に造形し、適切なタイミングで分解することが求められる。現在の主流である積層造形法では造形に時間がかかり、サイズに制限があった。そこで本研究では、自在に変形し一時形状を固定可能な材料を用いて「折り紙」式に三次元組織を形成し、形成後に材料を分解することで三次元組織を得る「形状記憶造形」を提案し、そのための第一歩として基盤となる足場材料の開発に取り組んだ。これが実現すれば、生体外での人工臓器・組織構築法の新たな選択肢となり、社会に対する大きな波及効果が見込まれる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

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

  • [雑誌論文] Stimuli-responsive hydrogels as a model of the dynamic cellular microenvironment2020

    • 著者名/発表者名
      Motomu Tanaka, Masaki Nakahata, Philipp Linke, Stefan Kaufmann
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: - 号: 8 ページ: 861-870

    • DOI

      10.1038/s41428-020-0353-6

    • 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
  • [学会発表] 糖により制御可能な自在変形ヒドロゲルの設計と細胞培養基材への応用2019

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹・前田純貴・武藤祐奈・田谷正仁・境慎司
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 糖により制御可能な自在変形ヒドロゲルの設計と細胞培養基材への応用2019

    • 著者名/発表者名
      武藤祐奈・中畑雅樹・境慎司
    • 学会等名
      化学工学会姫路大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二種類の可逆的な架橋により形成された形状記憶ヒドロゲルの細胞培養基材への応用2018

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹, 前田純貴, 境慎司, 原田明, 田谷正仁
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子間相互作用を利用した高分子材料の機能創発2018

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹
    • 学会等名
      材料化学システム工学討論会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可逆的な分子間相互作用を利用したメカノバイオマテリアルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹, Marcel Hoerning, Philipp Linke, 山本暁久, Mariam Veschgini, Stefan Kaufmann, 高島義徳, 原田明, 田中求
    • 学会等名
      第66回高分子討論会,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 可逆的な分子間相互作用によりチューニング可能な材料上での細胞動態制御2018

    • 著者名/発表者名
      中畑雅樹, 境慎司, 田谷正仁, 高島義徳, 原田明, 田中求
    • 学会等名
      化学工学会第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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