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ゲル材料による細胞機能制御技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19659503
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 補綴理工系歯学
研究機関大阪大学

研究代表者

松本 卓也  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (40324793)

研究分担者 荘村 泰治  大阪大学, 歯学研究科, 教授 (10154692)
寺岡 文雄  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00099805)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2008年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードハイドロゲル / 細胞機能制御 / 骨格筋組織 / 細胞パターニング / 顎下腺
研究概要

平成19年度に構築したカスタムメードのデバイスを利用することで、三次元ゲル内での細胞配置、配向制御に成功した。このシステムを用いて、骨芽細胞の長期培養を行った。その結果、三次元的に一軸に配列した細胞のパターニングだけでなく、一列に並んだ基質、さらには一列に並んだ石灰化基質の作製に成功した。この基質、石灰化基質のパターニングはゲルを構成する内部細繊維の構造に依存しており、さらに、ゲルの伸展割合を変えることで、石灰化基質の産生時期を制御できることがわかった。また、このコントロールともいえる、「伸展を加えていない骨芽細胞を含有したゲル」の長期浮遊培養の結果、ゲルは培養期間にともない形状変化を示し、また、石灰化が誘導され、結果的に球状の有機、無機複合体を形成した。この細胞含有ゲルの化学組成は培養期間に依存して変化し、また、沈着石灰化物はハイドロキシアパタイトであることが明らかとなった。さらに、この有機、無機複合体を生体内に埋入したところ、高い生体親和性と骨接合性を示した。
上記のように、本研究では、ハイドロゲル材料の物理化学的特性、また特殊デバイスを利用した細胞機能制御を試み、三次元ゲル内での細胞配置、配向、機能の制御を達成した。また、細胞が産生する基質、無機基質を利用した、新しい生体擬似的材料の新規合成方法を示した。発生段階を含め、生体内はゲル様性質を多大に有していることから、本研究を通じて開発された技術やツールは、新しい細胞、組織操作方法として、今後の再生医療、あるいは組織発生研究に重要な役割をもつことが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 物理的刺激を応用した三次元ハイドロゲル内での細胞操作に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 雑誌名

      バイオマテリアル 28

      ページ: 46-53

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Mass fabrication of small cell spheroids by using micro-patterned tissueculture dish.2009

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki A, Matsumoto T, Tazaki G, Tsuruta H, Egusa H, Miyajima H, Sohmura T.
    • 雑誌名

      Adv Eng Mater 11

      ページ: 801-804

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Bone Regeneration via Multimodal Actions of Synthetic Peptide SVVYGLR on Osteoprogenitors and Osteoelasts.2009

    • 著者名/発表者名
      Egusa H, Kaneda Y, Akashi Y, Hamada Y, Matsumoto T, Sacki M, Thakor DK, Tabata Y, Matsuura N, Yatani H.
    • 雑誌名

      Biomaterials 30

      ページ: 4676-4686

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic fabrication of fibrin/apatite composite material.2008

    • 著者名/発表者名
      Yoh R, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T.
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res A 87

      ページ: 222-228

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 再生歯科医療へ向けた細胞操作技術の確立2008

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 雑誌名

      J Japan Soc Biomat. 26

      ページ: 295-300

    • NAID

      10021141166

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biomimetic fabrication of fibrin/apatite composite material.2008

    • 著者名/発表者名
      Yoh R, Matsumoto T, Sasaki J, Sohmura T.
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res A (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional cell and tissue patterning in a strained fibrin gel system.2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Sasaki J, Alsberg E, Egusa H, Yatani H, Sohmura
    • 雑誌名

      PLoS ONE 2(電子論文)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro engineering of transitional tissue by patterning and functional control of cells in fibrin gel.

    • 著者名/発表者名
      Sasaki JI, Matsumoto T, Egusa H, Nakano T, Ishimoto T, Sohmura T, Yatani H.
    • 雑誌名

      Soft Matter (In press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cell and Tissue Manipulation for Tissue Engineering and Biological Analysis.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      The International Workshop on BioDental Education and Research.
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cell instructive materials and devices.2010

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T
    • 学会等名
      The 11^<th> International Symposium on Eco-materials Processing and Design.
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 物理的刺激を応用した三次元ハイドロゲル内での細胞操作に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      松本卓也
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Substrate Stiffness on Branching Morphogenesis of Mouse Submandibular Gland2009

    • 著者名/発表者名
      Miyajima H, Matsumoto T, An SH, Sakai T, Sohmura T
    • 学会等名
      TERMIS-World
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Rapid Fabrication of Cell Spheroids by Using Micro-patterned Chamber2008

    • 著者名/発表者名
      Takuya Matsumotoasaki, Go Tazaki, Hitoshi Tsuruta, Taiji Sohmura
    • 学会等名
      17^<th> CDB Meeting [synthesis of cells]
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2008-10-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Modification of mechanical properties of fibrin gel2008

    • 著者名/発表者名
      Miki Kashiwagi, Takuya Matsumoto, Jun-Ichi Sasaki, Taiji Sohmura
    • 学会等名
      IADR
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2008-07-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Control of patterning, proliferation, and differentiation of myoblasts in strained fibrin gels.2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto T, Sasaki J, Egusa H. Sohmura T.
    • 学会等名
      Biomedical Engineering Society 2007 Fall Meeting
    • 発表場所
      Los Angels, USA
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 配向ハイドロゲルを利用した血管走行制御2007

    • 著者名/発表者名
      松本 卓也、佐々木 淳一、荘村泰治
    • 学会等名
      日本歯科理工学会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2007-05-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~techno/Site/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~techno/Site/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.dent.osaka-u.acjp/~techno/Site/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 三次元細胞集合体の作製方法およびそれに用いる細胞培養用三次元ゲル担体並びに三次 元細胞集合体2010

    • 発明者名
      明石満、松本卓也、麻生隆〓、荘村泰治
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2010-050926
    • 出願年月日
      2010
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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