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2012 年度 実績報告書

超高速微細操作技術を用いた3次元細胞システム構築

計画研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 23106005
研究機関大阪大学

研究代表者

新井 健生  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (90301275)

研究分担者 谷川 民生  独立行政法人産業技術総合研究所, その他部局等, 知能システム研究部門 (30357470)
前 泰志  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50304027)
小嶋 勝  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533647)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードマイクロマニピュレーション / 高速3次元計測 / 3次元細胞パーツ / 3次元細胞システム / in vitro活性
研究実績の概要

in vitroにおける活性化する3次元細胞システムの構築プロトコルの確立を目指し,本研究では,大きく次の3つの課題を設定して研究を推進する.1.ロール方式による管状細胞パーツの生成,2.ハンバーガ方式による硬組織の3次元細胞パーツの生成,3.高速細胞システム構築技術の開発.本年度は,各課題における方法論の精緻化、生成法の自動化のための技術検証を目的とし,各項目について次の内容を実施した.
【ロール方式による血管の生成】管状細胞パーツ構築を目的とし,細胞シートを利用した管状細胞パーツ構築プロトコルの開発を行った.細胞シートの形状を制御可能な可変モールドを提案し,可変モールドチップの製作プロトコルの開発ならびにモールドの試作を行った.マイクロ流体チップを用いたトロイダル形状スフェロイドの生成プロトコルについて、マイクロ流体チップの設計・試作,検証実験を行った.
【ハンバーガ方式による硬組織の3次元細胞パーツの生成】3次元細胞パーツ構築手法では,微小流路内でハイドロゲルを生成してその中に細胞を内包するゲルファイバーを作成する手法を用いた.2軸直交ロボットアームを用いてその先端より、細胞を内包したゲルファイバーを培養皿上に射出し,ファイバー内で細胞の成長を確認する実験を行った.
【3次元細胞システムの高速構築技術の開発】in vitro環境で活性化する3次元細胞システムの構築において,高速な3次元細胞パーツの組立のため,マイクロハンドの高速化および実時間全焦点顕微鏡システムの高速化を行う。マイクロハンドの高速動作時の振動抑制手法,3次元細胞パーツと3次元細胞システムの高速検出アルゴリズムを開発し,検証した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

3次元細胞システムパーツの構築法であるロール方式,ハンバーガ方式,高速細胞システム構築技術について,それぞれ管状,複雑形状の細胞パーツの構築手法の開発を実施しており,実施計画の通りおおむね進捗していることから,順調に進展していると判断した.

今後の研究の推進方策

公募研究とも連携をとりながら管状パーツ,ブロック状パーツ,複雑形状パーツの3次元細胞パーツの構築,ならびに高速細胞システム構築技術の開発に取り組む.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-Speed Focusing and Tracking of Multisized Microbiological Objects2013

    • 著者名/発表者名
      Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25, No.1 ページ: 115,124

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of Multi-Scalable Microhand System with Precise Motion Ability2013

    • 著者名/発表者名
      Ebubekir Avci, Kenichi Ohara, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25, No.1 ページ: 183,191

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis and Suppression of Residual Vibration in Microhand for High-Speed Single-Cell Manipulation2013

    • 著者名/発表者名
      Ebubekir Avci, Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      International Journal of Mechatronics and Automation

      巻: 3 ページ: 110-117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dextrous cell diagnosis using two-fingered microhand with micro force sensor2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ohara, Daiki Kawakami, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, Tamio Tanikawa, Ayae Honda and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Micro Nano Mechatronics

      巻: 7 ページ: 13-20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time Precise 3D Measurement of Micro Transparent Objects Using All-In-Focus Imaging System2012

    • 著者名/発表者名
      Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Ebubekir AVCI, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Micro Nano Mechatronics

      巻: 7 ページ: 21-31

    • DOI

      10.10071s12213-012-0041-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] マルチファイバアレイセンサによる微小流路を移動する粒子計測2012

    • 著者名/発表者名
      奥田一郎,田窪朋仁,前泰志,大原賢一,新井史人,新井健生
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E

      巻: 132 ページ: 203-211

    • DOI

      10.1541/ieejsms.132.203

    • 査読あり
  • [学会発表] パラレルメカニズム特有の特異点近傍を用いた広域可動マイクロハンドの開発2012

    • 著者名/発表者名
      江島 亨,大原賢一,谷川民生,小嶋 勝,前 泰志,新井健生
    • 学会等名
      第13回システムインテグレーション部門講演会予稿集
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-18 – 2012-12-20
  • [学会発表] Automated 3D lattice structure construction using hydrogel microfiber2012

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Shun Onozaki, Yasushi Mae and Tatsuo Arai,
    • 学会等名
      Proceedings of 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya,Japan
    • 年月日
      2012-11-04 – 2012-11-07
  • [学会発表] Development of End Effector for Cell Manipulation with Two-fingered Micro-hand2012

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Ebubekir Avci, Kenichi Ohara, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      Proceedings of 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      Nagoya,Japan
    • 年月日
      2012-11-04 – 2012-11-07
  • [学会発表] 旋回流を用いたトロイダル形状スフェロイド生成のためのマイクロ流体デバイスの設計2012

    • 著者名/発表者名
      鷹井洋力, 小嶋勝, 大原賢一, 前泰志, 新井健生
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会予稿集
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-09-17 – 2012-09-20
  • [学会発表] GPUを用いた全焦点画像生成処理の高速化2012

    • 著者名/発表者名
      高木翔太, 大原賢一, 小嶋勝, 前泰志, 新井健生
    • 学会等名
      第30回日本ロボット学会学術講演会予稿集
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2012-09-17 – 2012-09-20
  • [学会発表] High-Speed Autofocusing of Multisized Microobjects2012

    • 著者名/発表者名
      Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      The 8th IEEE International Conference on Automation Science and Engineering,
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2012-08-20 – 2012-08-24
  • [学会発表] Measurement of Particle Position in Micro Channel using Two-Layer POF Array2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Okuda, Yasushi Mae, Kenichi Ohara, Tatsuo Arai and Tomohito Takubo
    • 学会等名
      The 2012 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2012-08-05 – 2012-08-08
  • [学会発表] Vibration Analysis of Microhand for High Speed Single Cell Manipulation2012

    • 著者名/発表者名
      Ebubekir Avci, Kenichi Ohara, Tomohito Takubo, Yasushi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      The 2012 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 年月日
      2012-08-05 – 2012-08-08
  • [学会発表] 指サック型2本指マイクロハンド用操作インタフェースの開発2012

    • 著者名/発表者名
      向井裕紀子,大原賢一,前 泰志,新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012予稿集
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2012-05-27 – 2012-05-29
  • [学会発表] アルギン酸ゲルファイバによる網目型3次元細胞構造の構築2012

    • 著者名/発表者名
      小山直晃,大原賢一,前 泰志,新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012予稿集
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2012-05-27 – 2012-05-29
  • [学会発表] 微小力センサ搭載型マイクロハンドによる細胞自動把持システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      藪垣博之,大原賢一,前 泰志,谷川民生,新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2012予稿集
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2012-05-27 – 2012-05-29
  • [備考] 超高速バイオアセンブラ brvbar; 文部科学省科学研究費補助金「新学術領域研究」

    • URL

      http://www.bio-asm.jp/

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公開日: 2018-02-02  

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