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ストレッチャブルエレクトロニクスを用いた体内模擬環境アクティブシャーレの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19920
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

関谷 毅  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (80372407)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードストレッチャブルエレクトロニクス / フレキシブルエレクトロニクス / 生体適合性デバイス / 医療用デバイス / ストレッチャブルシステム / バイオエレクトロニクス / 生体適合性
研究成果の概要

本研究では、関谷らが世界に先駆けて開発に成功した伸縮性エレクトロニクス技術およびフレキシブル生体信号増幅回路を用いて、動きのある生体内環境(動的応力、柔軟性、体温、体圧など)を「試験皿(シャーレ)」内に精細に作り出す取り組みであり、このシステム構築こ成功した。実際に作製したデバイスをシャーレ内に実装し、生体細胞の活動電位を計測するとともに、電気的および光刺激を与えることができるLED光源を搭載させて、システムの性能を検証することに成功した。本成果の一部は、エレクトロニクスとして世界最高峰の欧文学術論文誌であるNature Electronics誌に掲載された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我が国における要介護者は800万人に達する。この主要因の約50%は、脳血管疾患であり、血管内における各種血栓の形成過程やその挙動を明らかにすることが極めて重要である。このような背景から、本研究開発では、体内環境に限りなく近い状況で血管培養を行いながら、細胞組織の電気的活動を計測したり、電気的もしくは光刺激を加えた時の成長過程や応答を見ることができるアクティブシャーレの研究開発に取り組んだ。本研究の成果は、我が国が抱える大きな課題である「超少子高齢化社会における深刻な要介護者の増加」に歯止めをかける取り組みである。

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

    (37件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 20件、 招待講演 13件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Imperceptible magnetic sensor matrix system integrated with organic driver and amplifier circuits2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo M.、Melzer M.、Karnaushenko D.、Uemura T.、Yoshimoto S.、Akiyama M.、Noda Y.、Araki T.、Schmidt O. G.、Sekitani T.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 4 ページ: 6094-6094

    • DOI

      10.1126/sciadv.aay6094

    • 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] Probing inter-molecular interactions of dinaphthothienothiophene (DNTT) molecules in a transistor device using low-frequency Raman spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Bishwajeet Singh Bhardwaj, Rhea Thankam Sam, Takayuki Umakoshi, Naoko Namba, Takafumi Uemura, Tsuyoshi Sekitani, Prabhat Verma
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 2 ページ: 22010-22010

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab6e0d

    • 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] Wireless Monitoring Using a Stretchable and Transparent Sensor Sheet Containing Metal Nanowires2020

    • 著者名/発表者名
      Araki Teppei、Uemura Takafumi、Yoshimoto Shusuke、Takemoto Ashuya、Noda Yuki、Izumi Shintaro、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 32 号: 15 ページ: 1902684-1902684

    • DOI

      10.1002/adma.201902684

    • 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] Non-contact Laser Printing of Ag Nanowire-based Electrode with Photodegradable Polymers2019

    • 著者名/発表者名
      Araki Teppei、den Toonder Jaap M J、Suganuma Katsuaki、Uemura Takafumi、Noda Yuki、Yoshimoto Shusuke、Izumi Shintaro、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 号: 3 ページ: 429-434

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.429

    • NAID

      130007744395

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2019-06-24
    • 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] Flexible CoFeB/MgO-based magnetic tunnel junctions annealed at high temperature (?350?°C)2019

    • 著者名/発表者名
      Ota S.、Ando A.、Sekitani T.、Koyama T.、Chiba D.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 115 号: 20 ページ: 202401-202401

    • DOI

      10.1063/1.5128952

    • 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] Orientation analysis of pentacene molecules in organic field-effect transistor devices using polarization-dependent Raman spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Bishwajeet Singh Bhardwaj, Takeshi Sugiyama, Naoko Namba, Takayuki Umakoshi, Takafumi Uemura, Tsuyoshi Sekitani, and Prabhat Verma
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 15149-15149

    • DOI

      10.1038/s41598-019-51647-2

    • 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] Ultralow-Noise Organic Transistors Based on Polymeric Gate Dielectrics with Self-Assembled Modifiers2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masaya、Uemura Takafumi、Ishiwari Fumitaka、Kajitani Takashi、Shoji Yoshiaki、Morita Masato、Namba Naoko、Inoue Yumi、Noda Yuki、Araki Teppei、Fukushima Takanori、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 44 ページ: 41561-41569

    • DOI

      10.1021/acsami.9b13056

    • 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] An ultraflexible organic differential amplifier for recording electrocardiograms2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Masahiro、Uemura Takafumi、Kondo Masaya、Akiyama Mihoko、Namba Naoko、Yoshimoto Shusuke、Noda Yuki、Araki Teppei、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Nature Electronics

      巻: 2 号: 8 ページ: 351-360

    • DOI

      10.1038/s41928-019-0283-5

    • 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] Fine printing method of silver nanowire electrodes with alignment and accumulation2019

    • 著者名/発表者名
      Takemoto Ashuya、Araki Teppei、Noda Yuki、Uemura Takafumi、Yoshimoto Shusuke、Abbel Robert、Rentrop Corne、van den Brand Jeroen、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 30 号: 37 ページ: 37LT03-37LT03

    • DOI

      10.1088/1361-6528/ab2aad

    • 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] Highly-ordered Triptycene Modifier Layer Based on Blade Coating for Ultraflexible Organic Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masaya、Kajitani Takashi、Uemura Takafumi、Noda Yuki、Ishiwari Fumitaka、Shoji Yoshiaki、Araki Teppei、Yoshimoto Shusuke、Fukushima Takanori、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9200-9200

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45559-4

    • 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] CoFeB/MgO-based magnetic tunnel junction directly formed on a flexible substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Ota Shinya、Ono Masaki、Matsumoto Hiroki、Ando Akira、Sekitani Tsuyoshi、Kohno Ryuhei、Iguchi Shogo、Koyama Tomohiro、Chiba Daichi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 5 ページ: 053001-053001

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab0dca

    • NAID

      210000135692

    • 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] Noise Evaluation System for Biosignal Sensors Using Pseudo-Skin and Helmholtz Coil2019

    • 著者名/発表者名
      Inaoka Misaki、Izumi Shintaro、Yoshimoto Shusuke、Nezu Toshikazu、Noda Yuki、Araki Teppei、Uemura Takafumi、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      ISMICT 2019

      巻: - ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/ismict.2019.8743712

    • 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] Long‐Term Implantable, Flexible, and Transparent Neural Interface Based on Ag/Au Core‐Shell Nanowires2019

    • 著者名/発表者名
      Araki Teppei、Yoshida Fumiaki、Uemura Takafumi、Noda Yuki、Yoshimoto Shusuke、Kaiju Taro、Suzuki Takafumi、Hamanaka Hiroki、Baba Kousuke、Hayakawa Hideki、Yabumoto Taiki、Mochizuki Hideki、Kobayashi Shingo、Tanaka Masaru、Hirata Masayuki、Sekitani Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: - 号: 10 ページ: 1900130-1900130

    • DOI

      10.1002/adhm.201900130

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 反転オフセット印刷電極を用いた低ノイズ有機生体信号アンプ2020

    • 著者名/発表者名
      木村 知玄、植村 隆文、芝藤 弥生、陶山 武史、上野 博之、関谷 毅
    • 学会等名
      第67回 応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Stretchable and Transparent EEG Sensor Based on Metal Nanowire and Dry Bioelectrode2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki, Takafumi Uemura, Shusuke Yoshimoto, Yuki Noda, Shintaro Izumi, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 Material Research Society (MRS) Fall meeting & exhibit, Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Printed, Ultrathin and Transparent Organic Electrochemical Transistors Via Selective Wetting and Thermal Lamination for Soft Bioelectrical Interfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Ashuya Takemoto, Teppei Araki, Yuki Noda, Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 Material Research Society (MRS) Fall meeting & exhibit, Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sheet-Type Instrumentation Amplifier Integrated with Bio-Conformable Organic Cmos Circuit and Thin-Film Resistors2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sugiyama, Takafumi Uemura, Masaya Kondo, Mihoko Akiyama, Naoko Namba, Yumi Inoue, Shusuke Yoshimoto, Teppei Araki, Yuki Noda, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 Material Research Society (MRS) Fall meeting & exhibit, Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biocompatible Gel for EEG Measurement with High S/N Ratio2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki NODA, Hirokazu IIDA, Toshikazu NEZU, Teppei ARAKI, Shunsuke YOSHIMOTO, and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      MRM2019 G-1 Symposium: In-field Molecules for Next-generations Flexible Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biosignal Monitoring Systems with Bio-Conformable Organic Amplifier2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi UEMURA, Naoko NAMBA, Masaya KONDO, Masahiro SUGIYAMA, Mihoko AKIYAMA, Shusuke YOSHIMOTO, Yuki NODA, Teppei ARAKI, and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      MRM2019 G-1 Symposium: In-field Molecules for Next-generations Flexible Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flexible and Transparent Electrodes Toward Implantable Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei ARAKI, Yuki NODA, Takafumi UEMURA, Shusuke YOSHIMOTO, Shintaro IZUMI, and Tsuyoshi SEKITANI
    • 学会等名
      MRM2019 G-1 Symposium: In-field Molecules for Next-generations Flexible Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low Noise Biomonitoring with Ultra Flexible Organic Differential Amplifier2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, Masahiro Sugiyama, Masaya Kondo, Mihoko Akiyama, Naoko Namba, Shusuke Yoshimoto, Yuki Noda, Teppei Araki, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      8th imec Handai International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flexible Sensors for Long-Term Monitoring on Brain Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki, Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      8th imec Handai International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Patch-Type Biosignal Monitoring System Based on Flexible Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      The Society for biotechnology, International symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Biosignal Monitoring System Based on Organic Thin-Film Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      SPIE Organic Photonics + Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-noise electrocardiogram recording with flexible organic differential amplifier2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sugiyama, Takafumi Uemura, Masaya Kondo, Mihoko Akiyama, Naoko Namba, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      10th International Conference on Molecular Electronics & BioElectronics (M&BE10)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ag-Nanowire-Based Stretchable Electrodes Improved in Migration Durability for Long Therapeutic Bio-Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki and Takafumi Uemura and Shusuke Yoshimoto and Yuki Noda and Shintaro Izumi, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Transparent and Stretchable Electrodes for Long Therapeutic Bio-Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Araki and Takafumi Uemura and Shusuke Yoshimoto and Yuki Noda and Shintaro Izumi, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      The 36th International Conference of Photopolymer Science and Technology (ICPST 2019), Flexible Packaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Biosignal Amplifier Based on Organic Thin-Film Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2019 (CSW2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Amplification Circuits for Imperceptible Brain Monitoring System2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 International Symposium on VLSI, Design, Automation and Test
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brain-implanted flexible and stretchable integrated circuit system for comprehensively monitoring brain activities from cerebral cortex to deep brain regions2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      2019 MRS Spring Meeting EP04: Soft and Stretchable Electronics -From Fundamentals to Applications-
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraflexible Organic Differential Amplifier for Low-Noise Biosignal Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Uemura, and Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      International Conference on Electronics Packaging (ICEP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of Flexible Devices for Monitoring Cranial Nerve Activities2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      SPIE Defense + Commercial Sensing, Advanced Environmental, Chemical, and Biological Sensing Technologies XV
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Application of flexible devices for monitoring cranial nerve activities2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      SPIE
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brain-implanted flexible and stretchable integrated circuit system for comprehensively monitoring brain activities from cerebral cortex to deep brain regions2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Sekitani
    • 学会等名
      MRS Spring meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学産業科学研究所 先進電子デバイス研究分野 関谷研究室ホームページ

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/aed/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学 関谷毅ホームページ

    • URL

      https://www.sekitani-lab.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学産業科学研究所 関谷研究室ホームページ

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/aed/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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