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生体適合圧電材料MgSiO3を用いた神経再生用力学・電磁場創生デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289010
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関同志社大学

研究代表者

仲町 英治  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60099893)

研究分担者 森田 有亮  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80368141)
萩原 明郎  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (90198648)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード生体適合材料 / 再生用デバイス / 電磁場刺激 / 力学刺激 / 神経細胞PC12 / 神経軸索伸展 / コンピュータシミュレーション / 細胞周辺環境 / 力学・電磁場 / 軸索伸展 / 神経再生 / 圧電材料
研究成果の概要

以下の成果を得た.(1)3次元軸索伸展予測用セルラーオートマトン解析法を確立した.(2)疑似神経細胞PC12の軸索伸展促進用Bio-MEMSデバイスを開発し,細胞間距離および相対角度が軸索伸展に及ぼす影響の評価を行った.(3)生体適合圧電材料MgSiO3を用いた多層膜ダイヤフラムによる応力・静電磁場負荷装置を製作した.(4)交流電磁場創生デバイス開発と細胞活性の評価実験を行った. (5)力学・電磁場細胞周辺環境創生デバイスにより,PC12軸索伸展促進効果を検証した.引張刺激下では25.2%;一様磁場刺激下では37.4%,力学・電磁場ハイブリッド刺激下では70.0%の軸索伸展促進が確認された.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Physical and Biological Properties of a Novel Anti-adhesion Material Made of Thermally Cross-linked Gelatin Film: Investigation of the Usefulness as Anti-adhesion Material2017

    • 著者名/発表者名
      Tsunehito Horii, Hiroyuki Tsujimoto, Hiroe Miyamoto, Koki Yamanaka, Shota Tanaka, Hiroko Torii, Yuki Ozamoto, Hideki Takamori, Eiji Nakamachi, Yoshito Ikada, Akeo Hagiwara
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials

      巻: - 号: 2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1002/jbm.b.33880

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Biocompatible Aurivillius-like layered ferroelectric BaIn2Ta2O92017

    • 著者名/発表者名
      Yayoi Fujimoto, Eiji Nakamachi, Yusuke Morita
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: - 号: 9 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2017.03.024

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiphoton microscope measurement based biphasic multiscale analyses of knee joint articular cartilage and chondrocyte by using visco‐anisotropic hyperelastic finite element method and smoothed particle hydrodynamics method2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi E, Noma T, Nakahara K, Tomita Y, Morita Y.
    • 雑誌名

      Int J Numer Meth Biomed Engng.

      巻: e2864. 号: 11 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1002/cnm.2864

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a bio-microelectromechanical system device for axonal extension evaluation by PC12D patterning using a dielectrophoresis method2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E., Murakami, S., Koga, H. and Morita, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Micro/Nanolith. MEMS MOEMS

      巻: 14(2) 号: 2 ページ: 025004-025004

    • DOI

      10.1117/1.jmm.14.2.025004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase-field modeling for axonal extension of nerve cells2015

    • 著者名/発表者名
      TAKAKI, T., NAKAGAWA, K., MORITA, Y. and NAKAMACHI, E.
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 2 号: 3 ページ: 15-00063-15-00063

    • DOI

      10.1299/mej.15-00063

    • NAID

      130005076459

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 再生の足場材料を用いた癒着防止材熱架橋ゼラチンフィルムの有用性-セプラフィルムとの比較-2015

    • 著者名/発表者名
      堀井常人、辻本 洋行、辻美咲、阿部里恵、宮本博恵、山中皓暉、鳥井裕子、小座本雄軌、高森秀樹、鈴木 周子、森田 真一郎、筏 義人、萩原 明於
    • 雑誌名

      日本再生医療学会雑誌

      巻: 14 ページ: 313-313

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 再生の足場材料を用いた癒着防止材-熱架橋gelatin filmの癌の腹膜播種性転移に与える影響について-2015

    • 著者名/発表者名
      宮本博恵、辻本 洋行、山中皓暉、韓沛、川澄あかり、王震、田中翔大、増井亮仁、堀井常人、鳥井裕子、小座本雄軌、高森秀樹、鈴木 周子、森田 真一郎、筏 義人、萩原 明於
    • 雑誌名

      日本再生医療学会雑誌

      巻: 14 ページ: 346-346

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of microarray device for functional evaluation of PC12D cell axonal extension ability2014

    • 著者名/発表者名
      4.Nakamachi, E., Yanagimoto, J., Murakami, S. and Morita, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Micro/Nanolith. MEMS MOEMS

      巻: 13(2) 号: 2 ページ: 023013-023013

    • DOI

      10.1117/1.jmm.13.2.023013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of IKVAV Modified PLLA Guide Tube Having Undirectional Fibers on Inner Surface to Enhance Axonal Extension2016

    • 著者名/発表者名
      Akizawa, Y., Morita, Y., Hsu, Y., Yamaoka, T. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of ASME2016, International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      Phenix, AZ, USA
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of the Gradient Magnetic Field Stimulation on Extracellular Matrix Synthesis of Chondrocyte2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, T., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of ASME2016, International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      Phenix, AZ, USA
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of hybrid Electromagnetic and Mechanical Stimulation System for Enhancement of Nerve Axonal Extension2016

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, K., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of ASME2016, International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      Phenix, AZ, USA
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Dielectrophoresis Aided Cell Patterning Device for Elucidation of Nerve-network Generation Mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Koga, H., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of Int. Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics ISEM2016
    • 発表場所
      Ho-Chimin, Vietnum
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Magnetic Force-Induced Dual Vibration Energy Harvester Using a Unimorph Cantilever2015

    • 著者名/発表者名
      Umaba, M., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) MICRO+NANO MATERIALS, DEVICE, AND APPLICATIONS
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Bio-MEMS Thermal Device to Generate Nerve Axonal Injury Model for Assessment of Regenerative Medicine2015

    • 著者名/発表者名
      Kamimori, S., Okuda, R., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      ASME 2015 International Mechanical Engineering Congress & Exposition(IMECE 2015)IMECE2015-512862015
    • 発表場所
      Houston, Texas, USA
    • 年月日
      2015-11-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Multi-layered Cellular Automata Model to Predict Nerve Axonal Extension2015

    • 著者名/発表者名
      Nakayama, A., Yamamoto. T., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      ICCB 2015 Ⅵ International Conference Computational Bioengineering
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MOLECULAR DESIGN OF NEW BIOCOMPATIBLE AURIVILLUS-LIKE LAYERED PEROVSKITE FERROELECTRICS BY FIRST-PRINCIPLE CALCULATION2015

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto,Y., Nakamachi, E.and Morita,Y.
    • 学会等名
      XXⅣINTERNATIONAL MATERIALS RESEARCH CONGRESS
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2015-08-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経軸索伸展制御のため細胞周辺熱環境デバイスの開発2015

    • 著者名/発表者名
      深谷航史,森田有亮,仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会論文集
    • 発表場所
      新潟,日本
    • 年月日
      2015-01-09 – 2015-01-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of PLLA Porous Fiber Scaffold by Electrospinning for Tissue Engineering2014

    • 著者名/発表者名
      Narisada, R., Morita, Y., Katayama, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      ASME 2014 International Mechanical Engineerinng Congress & Exposition
    • 発表場所
      Montreal, CANADA
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PC12Dパターニングのための誘電泳動法を用いたBio-MEMSデバイスの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村上愼彌,森田有亮,仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会第6回マイクロナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      島根,日本
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of MgSiO3 Thin Film by RF Magnetron Sputtering Method to Accelerate Bone Formation2014

    • 著者名/発表者名
      Nakasaki, S., Morita, Y., Katayama, T. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Biomedical Engineering Society 2014 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Antonio, US
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of PLLA Hollow Fiber Scaffold by Electrospinning for Cartilage Regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      Minamimoto, K., Morita, Y.,Katayama,T. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Biomedical Engineering Society 2014 Annual Meeting
    • 発表場所
      San Antonio, US
    • 年月日
      2014-10-07 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Piezoelectric Property by Using First-Principles Calculations of A-Site Substitution MgSiO3 Mixed Crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, N., and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Chicago, US
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Electromagnetic Stimulation Loading Bio-Reactor for Peripheral Nerve Tissue Regeneration2014

    • 著者名/発表者名
      Okuda, O. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      36th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Chicago, US
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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