| 研究課題/領域番号 |
21H01779
|
|---|
| 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28050:ナノマイクロシステム関連
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 (2023)
東京大学 (2021-2022) |
|---|
研究代表者 |
森本 雄矢 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (60739233)
|
|---|
| 研究分担者 |
吉田 昭太郎 中央大学, 理工学部, 助教 (20785349)
根岸 みどり (加藤みどり) 武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30300750)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
|
|---|
| キーワード | 組織工学 / 生体模倣モデル / 培養組織 / MEMS / 骨格筋組織 / 運動神経 / 神経筋接合部 / ３次元神経ネットワーク / 3次元神経ネットワーク |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、世界に先駆けて中枢神経からの神経信号伝達を起因として筋収縮運動可能な脳－骨格筋モデルを創出する。さらに、老化状況を脳－骨格筋モデルで作り出すことで加齢時運動機能低下を再現し、提案モデルが骨格筋に関わる病態・機能解析の基盤技術になり得ることを示すこれまで生体に近い運動が可能な神経信号伝達で筋収縮する運動モデルは実現されておらず、老化時の信号伝達能低下や筋収縮運動能低下の解析は困難であった。提案モデルでは上記解析が実現可能になるだけでなく、非常に弱い筋収縮の量の違いも衰えの初期段階として検出可能となる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、運動機能を評価可能な神経－骨格筋モデルの実現を目的とし、神経信号伝達を起因として筋収縮運動が発生するヒト神経－骨格筋組織の構築方法を確立するともに、当該組織とデバイスとの組み合わせにより運動モデルが構築可能か検証した。その結果、神経刺激に収縮運動可能な神経－骨格筋組織を実現するとともに、ロボット骨格との融合による遊泳バイオハイブリッドロボット実現した。さらには、運動モデルとしてヒト神経－骨格筋組織を利用するための、培養用デバイス、電気刺激用電極、トレーニング用デバイスなどといった要素技術も創出し、神経－骨格筋組織の運動機能評価の基盤を確立することに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で生みだされた技術は、ヒト運動神経からの信号伝達によるヒト骨格筋組織の収縮運動を体外で評価することを可能にする。そのため、生物学分野や医学分野における神経による骨格筋組織の収縮制御のメカニズム理解や疾患および加齢時の運動機能変容の動態理解に貢献可能である。さらに、神経－骨格筋組織を駆動源とするバイオハイブリッドロボットの実現により収縮運動を工学的に利用可能なことも示しており、運動学やロボティクスの分野にも当該技術は大きく貢献可能である。以上のように、幅広い分野に応用可能な本研究の技術は大変意義深い研究成果であると考えられる。
|
