| 研究課題/領域番号 |
20H04547
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京農工大学 |
|---|
研究代表者 |
桝田 晃司 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283420)
|
|---|
| 研究分担者 |
宮本 義孝 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 研究員 (20425705)
鈴木 亮 帝京大学, 薬学部, 教授 (90384784)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
|
|---|
| キーワード | 音響放射力 / 人工血管 / 微小気泡 / 音場 / 血管内皮細胞 / タイムリバーサル法 / 時空間分割照射 / 超音波 / 細胞凝集体 / 管腔構造体 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
細胞の3次元構築法はその発展が著しいが、血管や腸管に応用可能な管腔構造体の形成が困難、という技術的限界がある。そこで応募者は、音響放射力による微小物体の動態制御技術を応用し、細胞の周囲に微小気泡が数多く取り付いた凝集体を用いて、多層構造を有する3次元管腔構造体を構成する基盤技術を創生する。まず、音波透過性に優れた材料で作成した「雌型」となる流路を作成する。凝集体は細胞のみの場合に比べて、音響放射力による制御性が向上することを利用し、様々な凝集体の懸濁液の注入と、凝集体の捕捉、微小気泡の破壊といった役割の音波照射を空間的・時間的に連携させ、流路内壁に沿って各細胞を層状に堆積させる。
|
| 研究成果の概要 |
任意の形状の人工血管を作製するために、脂質でできた微小気泡で囲まれた血管内皮細胞を流路内壁に音響放射力で保持し、そのままの状態で細胞を培養する可能性を検証した。まず、超音波曝露中の脂質バブルの破壊を調査して、細胞の損傷を決定した。次に、超音波を照射せずに微小気泡の存在下で細胞を培養したところ、細胞培養における脂質濃度の限界が明らかになった。その後、時空間分割放射法や時間反転法を用いて、音響強度の類似した単焦点音場、多焦点音場、棒状音場を設計した。 最後に、細胞捕捉から培養までの一連の過程を検証し、壁面上の細胞の培養面積を比較したところ、棒状音場で有意な細胞生着が確認された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により複雑な形状や壁厚の変化、形態異常に対応可能な人工血管の生産技術に発展すれば、様々な治療法を検証する手段として、動物実験の代替となる可能性が高く、医薬品や治療機器等の検証、新たな治療方法の開発手段として利用することができる。現状では動物実験や生体実験に様々な制限がかけられる傾向にあるため、本研究により、病態血管そのもの、あるいはそれらの周囲に培養した臓器実質も含めた実験臓器系を用いることができるため、血管内治療の開発研究に寄与し、コスト面・倫理面で大きな変革をもたらすことが期待される。
|
