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マイクロプラズマ・液体界面を有する微細気泡輸送によるバイオ・メディカル機能創発

公募研究

研究領域プラズマ医療科学の創成
研究課題/領域番号 25108504
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

山西 陽子  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (50384029)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードバイオMEMS / 知能機械学 / 液中プラズマ / ラジカル輸送 / 3次元加工 / 遺伝子導入
研究実績の概要

本研究はマイクロ流路内にプラズマ・液体界面を有するマイクロナノ気泡列を発生させ,そのプラズマ状態の気泡を輸送して,悪性細胞の殺菌・死滅・3 次元加工をする技術を目指しプラズマ界面の特異な作用を利用した機能創発を目的として研究を行った.特異な電極構造によりプラズマ気泡界面には様々な試薬や遺伝子を封入できるため低侵襲治療技術等,バイオ・メディカル分野への実用化を目指した.研究実績として具体的には3つの項目に分けられる.一つ目は放電による電界誘起による指向性高速発射気泡を利用して生体試料への遺伝子導入技術の構築を行ったこと,二つ目として出力を上げてプラズマとキャビテーションを同時に利用したプラズマキャビテーションによる加工技術の開発を行いポリマーから生体試料の大きな範囲での3次元加工技術を構築したこと,3つ目としてプラズマ発光後のラジカル等の活性種を内包した気泡をマイクロ流路内において輸送することを確認できたことである.
特に3つ目のラジカル内包気泡については,マイクロチップ内において循環流路を作成することによって,化学活性種の濃縮を試み,新しいコンセプトのマイクロ流体チップを生み出すことに成功した.合わせて癌細胞や皮膚接着細胞についての培養環境の立ち上げも完成した.これらをマイクロチップ内に播種することによって,実用化へ向けて一歩近づいた.
電界誘起プラズマ気泡による遺伝子導入,生体組織等の3次元加工及びラジカル等化学活性種の分散・濃縮輸送についてのデバイスを開発したことにより今後より一層のバイオ・医療の分野での実用化を目指すものとする.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 3件、 査読あり 1件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 電界誘起気泡による針なし注射器2015

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 雑誌名

      自動車技術

      巻: 69 ページ: 86-87

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 電界・プラズマを利用したマイクロバブル射出による細胞加工2014

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 雑誌名

      日本機械学会誌

      巻: 117 ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 電界誘起気泡メスと機能性界面2014

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 65 ページ: 510-511

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Local Ablation of a Single Cell Using Micro/Nano Bubbles2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kuriki, Yoko Yamanishi, Shinya Sakuma, Satoshi Akagi, Fumihito Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 25-3 ページ: 476-483

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電界誘起気泡による機能創発2015

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 学会等名
      No14-173 バイオロボティクス 特別講演会, 日本機械学会
    • 発表場所
      信州大学繊維学部
    • 年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Emerging Functions of Electrically-induced Bubble Knife2015

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yamanishi
    • 学会等名
      水素先端世界フォーラム2015(HYDROGENIUS研究シンポジウム)
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-02-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Minimally Invasive Needle-free Bubble Injector for Gene Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      Minimally Invasive Needle-free Bubble Injector for Gene Therapy
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2015)
    • 発表場所
      ポルトガル,エストリル
    • 年月日
      2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電界・プラズマを利用したマイクロバブル射出による機能創発2014

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 学会等名
      第7回超音波とマイクロバブルの相互作用に関するシンポジウム
    • 発表場所
      横浜国大
    • 年月日
      2014-12-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液中プラズママイクロナノバブルによる循環流路内活性種凝集2014

    • 著者名/発表者名
      小林 卓矢,山西 陽子
    • 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
      松江,島根
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プラズマキャビテーションによる液中マイクロ加工2014

    • 著者名/発表者名
      荒川 佑太,大村 実樹子,山西 陽子
    • 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
      松江,島根
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Minimally-invasive Local Injection by Electrically-driven Narrow Orifice Channel2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Takahashi, Shun Omi, Yoko Yamanishi
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2014)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電界誘起気泡メスによる機能創発2014

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学部門,熱工学カンファレンス
    • 発表場所
      芝浦工大豊洲キャンパス
    • 年月日
      2014-11-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プラズマ誘起気泡による局所アブレーション2014

    • 著者名/発表者名
      大村実樹子,荒川佑太,辻本大介,山西陽子
    • 学会等名
      第30回化学とマイクロナノシステム研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Emergent Functions of Electrically-Induced Bubbles2014

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yamanishi
    • 学会等名
      IUMRS-ICA2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多極電極による微小円管内プラズマ-液体界面輸送2014

    • 著者名/発表者名
      Azman Imran, 辻本大介, 山西 陽子
    • 学会等名
      ROBOMECH 2014 in Toyama, (社)日本機械学会ロボメカ部門
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 磁場によるプラズマ-液体界面輸送の軌道制御2014

    • 著者名/発表者名
      辻本大介, Azman Imran, 山西 陽子
    • 学会等名
      ROBOMECH 2014 in Toyama, (社)日本機械学会ロボメカ部門
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液中プラズマ-液体界面の輸送と機能創発2014

    • 著者名/発表者名
      辻本大介,神林卓也,小見駿,周澤道,道田亮平,荒川佑太,山西 陽子
    • 学会等名
      第29回化学とマイクロナノシステム研究会
    • 発表場所
      日本女子大学
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Local injection using regent-laden micro-bubbles2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takasawa, K. Takahashi, H. Kuriki, F. Arai, Y. Yamanishi
    • 学会等名
      5th International conference on Plasma Medicine (ICPM5)
    • 発表場所
      Nara,JAPAN
    • 年月日
      2014-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electrically-driven micro-bubbles assisted protein crystallization2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamanishi, S. Takasawa, H. Kuriki, F. Arai
    • 学会等名
      5th International conference on Plasma Medicine (ICPM5)
    • 発表場所
      Nara,JAPAN
    • 年月日
      2014-05-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Transportation of monodispersed micro-plasma bubble in microfluidic chip under atmospheric pressure

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yamanishi, Seigo Sameshima, Hiroki Kuriki, Shinya Sakuma and Fumihito Arai,
    • 学会等名
      Transducers 2013
    • 発表場所
      スペイン,バルセロナ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Disintegration and Conveyance of Dielectric Barrier Discharge-Generated Micro-Plasma Ball under Water

    • 著者名/発表者名
      Imran Azman, Daisuke Tsujimoto, Seigo Sameshima, Fumihito Arai, Yoko Yamanishi
    • 学会等名
      IEEE MHS2014
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電界誘起気泡による機能創発

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所共同プロジェクト研究会
    • 発表場所
      東北大学,仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電界誘起気泡による遺伝子導入

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 学会等名
      公開研究会 先端医療とプラズマ医療
    • 発表場所
      愛媛大学,松山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧液中下による離散プラズマボールの輸送

    • 著者名/発表者名
      山西陽子,Azman Imran,辻本大介
    • 学会等名
      日本機械学会第5回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路内単分散マイクロプラズマ気泡の生成

    • 著者名/発表者名
      山西陽子,Azman Imran,辻本大介
    • 学会等名
      第 74 回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学,京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 液中プラズマ-液体界面の輸送と機能創発

    • 著者名/発表者名
      辻本 大介,神林卓也,小見駿,周澤道,道田亮平,荒川佑太,山西 陽子
    • 学会等名
      第29回化学とマイクロナノシステム研究会
    • 発表場所
      日本女子大学,東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 日本機械学会誌2014年7月号2014

    • 著者名/発表者名
      山西陽子
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日本機械学会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.sic.shibaura-it.ac.jp/~yoko/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 気泡噴出部材、気液噴出部材、局所アブレーション装置及び局所インジェクション装置2014

    • 発明者名
      山西 陽子,高橋 和基, 小見 駿
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-226699
    • 出願年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 気泡噴出チップ、局所アブレーション装置及び局所アブレーション方法、並びにインジェクション装置及びインジェクション方法2014

    • 発明者名
      山西 陽子,濱野 洋平, 神林 卓也
    • 権利者名
      JST
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-201440
    • 出願年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 有機結晶加工用チップ、有機結晶回転装置及び有機結晶加工装置2014

    • 発明者名
      山西 陽子,高澤 曹, 周 澤道
    • 権利者名
      山西 陽子,高澤 曹, 周 澤道
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-213243
    • 出願年月日
      2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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