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ナノ粒子技術とマイクロデバイス技術を融合した体内診断システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K15416
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関東京大学

研究代表者

竹原 宏明  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60723088)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードマイクロニードル / 生体吸収性ポリマー / バイオデバイス / 埋め込みデバイス / 生体吸収性材料
研究開始時の研究の概要

少子高齢化により増大し続ける医療コストは、喫緊に解決すべき社会的課題です。糖尿病患者の血糖モニター検査や妊娠検査等の普及に見られるように、Point of Care Testing (POCT)の概念に基づく診断機器及び診断薬の開発が進められています。本研究では、極力負担を感じない方法により体内情報を計測する技術を開発し、慢性疾患で必要となる恒常的な検査・治療を伴う疾患管理や、疾患を未然に防ぐための日常的な予防としての予防診断への応用を目指します。

研究成果の概要

本研究では、極力負担を感じない方法により体内情報を計測する技術の実現を目指し、低侵襲生体計測デバイスシステムの研究を実施した。低侵襲生体計測用デバイスの製造プロセスとして、材料工学的アプローチにより高分子材料の高次構造を制御した精密成型加工プロセスを開発した。当該プロセスを用いてPoly(L-lactide) (PLLA)材料製マイクロニードルを試作するとともに、皮膚生体組織中に血管構造を埋設した血管-皮膚生体組織ファントムモデルを用いて計測機能を評価し、安全性に優れる医療用計測デバイスとしての有用性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

少子高齢化により増大し続ける医療コストは喫緊に解決すべき社会的課題となっており、Point of Care Testing (POCT)の概念に基づく小型診断機器の重要性が高まっている。本研究で得られた成果は、患者個人レベルでの精密な医療や超早期診断といった医療技術へ貢献する新たな小型診断機器の実現に繋がるものであると期待する。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] 生分解性エレクトロニクスのためのポリ-L-乳酸製基板の表面処理とモリブデン電極形成2021

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明、内藤孝太、一木隆範
    • 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: 141 号: 3 ページ: 88-89

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.141.88

    • NAID

      130007993099

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2021-03-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical measurement platform of temperature-dependent interaction between nanoliposomes and a polymer-grafted surface2020

    • 著者名/発表者名
      V. Majarikar, H. Takehara and T. Ichiki
    • 雑誌名

      Biomed. Microdevices

      巻: 22 号: 2 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1007/s10544-020-00489-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Thermal History on the Crystallinity of Poly (L-lactic Acid) During the Micromolding Process2020

    • 著者名/発表者名
      Takehara Hiroaki、Hadano Yuki、Kanda Yukihiro、Ichiki Takanori
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 号: 5 ページ: 452-452

    • DOI

      10.3390/mi11050452

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive study on electrospray deposition in the single Taylor cone?jet mode by changing the spatial electric potential using a ring-shaped ternary electrode2020

    • 著者名/発表者名
      Kuwahata Yuta、Takehara Hiroaki、Ichiki Takanori
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 4 ページ: 045107-045107

    • DOI

      10.1063/1.5142317

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adsorption Phenomena of Anionic and Cationic Nanoliposomes on the Surface of Poly(dimethylsiloxane) Microchannel2019

    • 著者名/発表者名
      Majarikar Virendra、Takehara Hiroaki、Ichiki Takanori
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 32 号: 1 ページ: 107-113

    • DOI

      10.2494/photopolymer.32.107

    • NAID

      130007744317

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • 年月日
      2019-06-24
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-polymer-based micro free-flow electrophoresis (μFFE) device with cellulose permeable membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Takehara Hiroaki、Sato Shusuke、Ichiki Takanori
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 12 号: 10 ページ: 107001-107001

    • DOI

      10.7567/1882-0786/ab3d64

    • NAID

      210000157061

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 医用デバイス材料・プロセス技術を基盤とする低侵襲体内センサの研究開発2022

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明
    • 学会等名
      センサ&IoTコンソーシアム主催セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of camphorsulfonic acid and polyaniline contents on the electrical conductivity of spin coated polyaniline composite films2022

    • 著者名/発表者名
      Q. Kang, H. Takehara, T. Ichiki
    • 学会等名
      69th JSAP Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ポリマー製マイクロニードルの形状に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      稲田瑞樹, 神田循大, 竹原宏明, 一木隆範
    • 学会等名
      第69回 応用物理学会春季学術講演
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 体内情報の取得に向けた低侵襲インプラントデバイス技術2021

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明
    • 学会等名
      応用物理学会東海支部基礎セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Stability of bioabsorbable polymer/metal interface in physiological environment2021

    • 著者名/発表者名
      K. Shimada, H. Takehara and T. Ichiki
    • 学会等名
      31th Annual Meeting of Materials Research Society-Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 体内埋め込み型医療機器としてのマイクロエレクトロニクス技術2021

    • 著者名/発表者名
      竹原宏明
    • 学会等名
      次世代医療技術研究会第5回情報交換会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface characterization of poly(L-lactic acid) substrate with oxygen plasma treatment and its application to metal thin-film formation2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Naito, Kazuki Shimada, Hiroaki Takehara, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      Proceedings of the 33nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of insertion force of polymer microneedles with high aspect ratio2020

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Kanda, Hiroaki Takehara, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      Proceedings of the 24rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Bio-Integrated Implantable Electronics: Integration of Si Electronics and Biomaterials2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takehara
    • 学会等名
      International Workshop on Advanced Electronics and Applications for early career researchers
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrospinning of polymer materials for fabrication of bioabsorbable nanofiber membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hadano, Hiroaki Takehara, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      The 41st International Symposium of Dry Process (DPS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of bioabsorbable microneedles with high aspect ratio: fabrication process and insertion test2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Kanda, Hiroaki Takehara, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      The 32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-throughput separation and collection of exosomes based on surface zeta potential towards exosomal diagnostics and therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Takehara, Hiromi Kishita, Shusuke Sato, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Additive surface modification by polymer thin-film formation using electrospray deposition apparatus with a ternary ring electrode2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kuwanata, Hiroaki Takehara, and Takanori Ichiki
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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