| 研究課題/領域番号 |
21H01252
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
玉川 雅章 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (80227264)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
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| キーワード | マイクロ衝撃波 / 再生医工学 / フェムト秒レーザ / 衝撃波生成機序 / 気泡内包カプセル / フェムト秒レーザー / 再生医療 / 気泡生成機序 / 気泡 / マイクロカプセル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，衝撃波による再生医療への応用が広がってきているが，本研究においては，バイオファブリケーションにおける3次元臓器生成を念頭に，衝撃波による成長促進と加工方法の基礎的な研究を行う．具体的には，気泡と細胞を内包するマイクロカプセルで組み上げられた組織形状を作り，外部から衝撃波を作用させ，カプセル内の細胞刺激と増殖後のカプセル破壊を制御できる技術開発を最終目的とする．この際必要な衝撃波については，全体加工に用いる平面衝撃波と微細な細胞加工時のマイクロ衝撃波があり，特に，本研究課題ではマイクロ衝撃波，気泡変形とマイクロジェット生成，弾性壁などの干渉現象の解明と微細加工への応用が目的である．
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| 研究成果の概要 |
本研究においては，衝撃波の再生医療への応用の１つとして，気泡と細胞を内包するマイクロカプセルで組み上げられた組織形状に対して，外部からマイクロ衝撃波を作用させるシステムを提案し，そのための衝撃波制御法の開発を最終目的とする．本課題においては,(1)フェムト秒パルスレーザー誘起水中衝撃波の生成とその伝播機構を解明すること，(2)カプセル破膜が効率的となる最適な圧力作用条件を探ること，(3)3次元構造をもつ気泡内包カプセル体のマイクロ衝撃波の伝播や減衰機構を調べること，の３つを目的とし，結果として，マイクロ衝撃波の可視化が行え，光学計測から衝撃波の波面特性を調べることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の学術的独自性として，フェムト秒レーザー誘起水中マイクロ衝撃波生成や伝播などの高速現象を顕微鏡下で可視化し，理論的足がかりをつけて，医療に応用することを目的としており，時間の長いナノ秒レーザー誘起衝撃波のものとは予測の異なる結果が期待できることである．一方，学術的創造性としては，カプセル内部細胞への“力学的刺激”と“カプセル破壊”の切り替えができる医用工学技術の創造によって，再生医療工学として国内外でも報告されていない新しい方法，すなわち細胞の増殖刺激とカプセル破壊を同時に行うことが可能となることである．
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