| 研究課題/領域番号 |
20K21102
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
杉山 弘和 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70701340)
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| 研究分担者 |
紀ノ岡 正博 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40234314)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | プロセス設計 / 凍結保護剤 / ハイブリッドモデリング / 多目的最適化 / 費用対効果 / CFD / 計算科学 / ヒトiPS細胞 / 凍結 / 解凍 / モデル化 / シミュレーション / 計算化学 / ライフサイクルアセスメント / iPS細胞 / 保護剤 / 環境影響評価 / 凍結プロセス / 最適化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
iPS細胞のプライチェーンでは保存や輸送のための凍結が繰り返されるが、最適なプロセスは未確立である。本研究の目的は、iPS細胞凍結の課題を分子・細胞・プロセスの各スケールで解決し、さらに成果を階層的につなげることで、単独のスケールでは成し得ない革新を起こす「マルチスケール設計基盤」を構築することである。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、iPS細胞凍結の課題を分子、細胞、プロセス、更には社会レベルの各スケールで解決し、さらに各階層をつなげるマルチスケール設計基盤を構築することである。各スケールで、凍結保護剤のスクリーニング、凍結プロセス設計とスケールアップ、製造に関わる費用対効果分析に関する手法をそれぞれ構築した。さらに各階層を結ぶ媒介変数や情報を特定し、マルチスケール設計基盤として提案した。本研究は、研究代表者と分担者がそれぞれモデル化・シミュレーション検討と実験検討を実施し、成果を融合させながら研究を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
iPS細胞が実生産されると、サプライチェーンで凍結が繰り返し実施されることが想定される。しかしiPS細胞はアポトーシスの進行しない－150℃まで冷却される過程で、脱水や氷晶形成によりダメージを受ける。実生産に向けたスケールアップも未達成であり、モデル化やシミュレーション、最適化の技術を取り入れた、化学工学的検討が求められていた。本研究の成果は、これらの社会的ニーズに応えつつ、新しい化学工学の萌芽につながるものである。
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