| 研究課題/領域番号 |
20K04169
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 九州情報大学 |
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研究代表者 |
荒平 高章 九州情報大学, 経営情報学部, 准教授 (30706958)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | バイオプリンティング / 足場材 / 力学特性 / 骨芽細胞 / 骨再生 / Tissue engineering / コラーゲン / アルギン酸 / 3Dバイオプリンティング / scaffold / バイオインク / in vitro / 3Dゲルプリンティング / 人工組織 / 幹細胞 / 組織工学 / 最適化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，インクジェット方式のバイオプリンティング技術を用いることにより細胞自身で組織化を促し均一な組織を構築する技術の開発を目的とする．そのために，細胞塊の配列パターンを変えて構築した人工骨組織の力学特性（強度，弾性率等）や材料特性（細胞の増殖・分化能，組織染色画像による評価等），構造（マクロ構造，ミクロ構造，破壊時の構造等）を比較検討し，最適な人工骨組織構築条件を見出す．また，本研究で得られた実験結果をコンピュータ内に組み込み，構築組織の培養期間や培養条件，細胞の配列等から人工骨組織作製条件を最適化するためのシステムを人工知能技術で実装する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，細胞自身で組織化を促し均一な組織を構築する技術の開発を目的とし，その解決のためにバイオプリンティング技術を用いた．作製したバイオインクによる三次元構造体は市販品よりも優れた力学特性を示し，細胞分化能も優れていた．本研究で作製したバイオインクは骨芽細胞の増殖・分化を促進し，三次元構造体全体での組織化が効率良く行われることが示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，従来の細胞培養手法における播種した細胞が足場材で局所的に分布し，組織化を行うという問題点を解決するため，バイオプリンティング技術に着目し，足場材内での細胞の分布を均一化し，均一な組織を作製することを目的としている．そのためのバイオインクを作製し，実際に三次元構造体をバイオプリンタで作製し，力学特性やin vitro評価等を実施した．その結果，本研究で作製したバイオインクが市販品よりも力学特性や細胞の組織化で優れていることを明らかにした．
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