| 研究課題/領域番号 |
21K18704
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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20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2022)
名城大学 (2021) |
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研究代表者 |
福田 敏男 名古屋大学, 未来社会創造機構, 客員教授 (70156785)
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| 研究分担者 |
竹内 大 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20713374)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 筋組織 / アクチュエータ / 駆動制御 / マイクロロボット / 骨格筋培養 / 機能的電気刺激 / 神経-筋結合部 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、申請者らが有するマイクロ・ナノメカトロニクス技術を用いて、生体外にて骨格筋と神経細胞との接合部を複数箇所作製し、神経-筋接合システムを創製することで、生体と同様の筋収縮制御システムを生体外にて構築し、アクチュエータとしての応用を目指す。生体内で行われている運動単位毎の神経刺激、筋収縮を生体外にて作製した培養筋に対して行い、その駆動を制御可能にすることで、生体と同等の筋力、持続力を有する骨格筋アクチュエータを生体外にて実現する基盤を構築すると共に、微細加工技術を用いた神経-筋接合部の生体外での構築方法について新たな知見を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、研究代表者らが行なってきたマイクロ・ナノメカトロニクス技術による生体外での細胞組織構築技術を用いて、生体外にて骨格筋組織によるアクチュエータの構築を行うことを目指す研究である。本研究では特に、筋組織の駆動量の向上、及び筋組織と人工物との接続部分に着目し研究を推進した。その結果、遠心力を用いた細胞圧縮技術によって高密度の骨格筋組織を構築し、その結果駆動量が上昇することを確認した。また、骨格筋自体の自己収縮力を用いることで、腱を模した人工物との接続部を硬く強固にすることが可能となり、筋と腱の接続部を模した生体組織と人工物との接続を実現した。
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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、生体外での筋組織アクチュエータの構築について研究を行なった。筋組織は柔軟性、伸縮性、エネルギー効率の高さなど従来のアクチュエータに対して利点を有しており、新たなアクチュエータとして注目を集めている。一方で、生体外においては生体内のような大きな駆動量が得られておらず、実用化に向けて大きな課題が残っている。本研究における成果は筋組織アクチュエータの駆動量向上手法を提案しておりその手法も簡便であることから、今後の筋組織アクチュエータの実用化に向けた大きな意義を有すると考えられる。
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