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2013 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 小嶋 勝  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533647)
谷川 民生  独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門統合知能研究グループ, 研究グループ長 (30357470)
前 泰志  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50304027)
大原 賢一  名城大学, 理工学部, 准教授 (50517886)
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次元細胞システムパーツ / 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.マイクロ流体チップを用いた管状細胞パーツの生成,2.可変モールドを用いた任意形状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,各課題における生成法の自動化のための技術検証結果に基づいた方法論の精緻化,確立を目的とした.各項目についての計画を以下に示す.
【マイクロ流体チップを用いた管状細胞パーツの生成】管状細胞パーツ構築を目的とし,自動的に管状細胞パーツを生成するためのシステム設計を行った.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,試作チップから得られた研究結果に基づいて再設計を行い,再設計したチップを作成して評価を行った.
【任意形状3次元細胞パーツの生成】新規可変モールドシステムを構築し,細胞シート形成技術と組み合わせることで,任意形状の3次元細胞パーツの生成を行った.微小流路内でハイドロゲルを生成し,その中に細胞を内包する手法を用い,これらの配置をロボットアームで自動化することで,任意形状の細胞を内包したパーツの構築法を開発・パーツの評価を行った.
【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った。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、顕微鏡システムのユーザインタフェースを開発し,有用性を検証した.

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,マイクロ流体チップを用いた管状細胞パーツの生成,可変モールドを用いた任意形状3次元細胞パーツの生成,高速細胞システム構築技術の開発において,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

公募研究との連携を発展させ,管状,複雑形状の細胞パーツの構築手,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

    (26件)

すべて 2013 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 5件) 学会発表 (19件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Analysis and Suppresion 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: Vol3,No2 ページ: 110,117

    • DOI

      10.1504/IJMA.2013.053402

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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] Design and fabrication of changeable cell culture mold2013

    • 著者名/発表者名
      Puwanan Chumtong, Masaru Kojima, Kenichi Ohara, Yasushi Mae, Mitsuhiro Horade, Yoshikatsu Akiyama, Masayuki Yamato and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25, No.4 ページ: 657,664

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measuring Particle Positions in Micro Channel with Multifiber Array2013

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Okuda, Yasushi Mae, Kenichi Ohara, Tomohito Takubo, and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25, No.6 ページ: 1105,1113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automated Construction System for 3D Lattice Structure Based on Alginate Gel Fiber Containing Living Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Akira Fukushima, Shun Onozaki, Mitsuhiro Horade, Masumi Yamada, Minoru Seki, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: Vol.25, No.4 ページ: 665,672

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二本指マイクロハンドの操作を目的としたパラレルリンク型ハプティックインターフェースの開発2013

    • 著者名/発表者名
      神山和人,小嶋勝,洞出光洋,前泰志,新井健生
    • 学会等名
      第14回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸,日本
    • 年月日
      2013-12-18 – 2013-12-20
  • [学会発表] 微小力センサ搭載型マイクロハンドによる自動細胞剛性計測2013

    • 著者名/発表者名
      藪垣博之, 大原賢一, 小嶋勝, 洞出光洋, 神山和人, 境慎司, 木原隆典, 前泰志, 谷川民生, 新井健生
    • 学会等名
      第14回システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      神戸,日本
    • 年月日
      2013-12-18 – 2013-12-20
  • [学会発表] An Active Microscaffold for Applications in Tissue Engineering2013

    • 著者名/発表者名
      Puwanan Chumtong, Masaru Kojima, Kenichi Ohara, Mitsuhiro Horade, Yasushi Mae, Yoshikatsu Akiyama, Masayuki Yamato, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science(MHS2013)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2013-11-10 – 2013-11-13
  • [学会発表] Development of the long-time observation system for bacterial motor2013

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kojima, Motoyoshi Takahiro, Hirochika Takai, Kenichi Ohara, Mitsuhiro Horade, Kazuto Kamiyama, Yasishi Mae, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science(MHS2013)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2013-11-10 – 2013-11-13
  • [学会発表] The Development of an All-In-Focus Algorithm for Endoscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Junya Koseki, Kenichi Ohara, Kazuto Kamiyama, Masaru Kojima, Mitsuhiro Horade, Yasishi Mae, Tatsuo Arai, Tsuyoshi Kaneko, Hirofumi Matsui
    • 学会等名
      2013 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science(MHS2013)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2013-11-10 – 2013-11-13
  • [学会発表] Microfluidic Device for Automated Generation of Toroidal-like Spheroids2013

    • 著者名/発表者名
      Hirochika Takai, Masaru Kojima, Kenichi Ohara, Mitsuhiro Horade, Tamio Tanikawa, Yasushi Mae, Masayuki yamato, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      10th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence(URAI)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
    • 年月日
      2013-10-31 – 2013-11-02
  • [学会発表] 新機構パラレルメカニズムを用いたマイクロハンドの振動解析2013

    • 著者名/発表者名
      蔵田 智之, Ebubekir Avci, 神山 和人, 大原 賢一, 洞出 光洋, 小嶋 勝, 江島 亨, 谷川 民生, 前 泰志, 新井 健生
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      八王子,日本
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] 誘電泳動を用いた二本指マイクロハンド用エンドエフェクタによる細胞操作2013

    • 著者名/発表者名
      小嶋 勝, 西城 英秋, 洞出 光洋, 大原 賢一, 神山 和人, 前 泰志, 新井 健生
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      八王子,日本
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] バイオアセンブラ2013

    • 著者名/発表者名
      新井 健生
    • 学会等名
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      八王子,日本
    • 年月日
      2013-09-04 – 2013-09-06
  • [学会発表] Automated construction system for the fine lattice shape structure using alginate gel fiber2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Fukushima, Masaru Kojima, Kenichi Ohara, Shun Onozaki, Mitsuhiro Horade, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      Mechatronics and Automation (ICMA2013)
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2013-08-04 – 2013-08-07
  • [学会発表] Improving the speed of 3D information presentation in a microhabitat2013

    • 著者名/発表者名
      Shota Takagi, Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Yasushi Mae and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      Mechatronics and Automation (ICMA2013)
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2013-08-04 – 2013-08-07
  • [学会発表] 内視鏡検査支援のための全焦点画像生成アルゴリズムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      小関洵矢,大原賢一,小嶋勝,洞出光洋,前泰志,新井健生,松井裕史,金子剛
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [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剛性計測の自動化2013

    • 著者名/発表者名
      藪垣博之,大原賢一,小嶋 勝,境 慎司,洞出光洋,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2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [学会発表] 微細環境における 3次元情報提示の高速化2013

    • 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
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [学会発表] トロイダル形状スフェロイド生成自動化のためのマイクロ流体デバイスの作製と評価2013

    • 著者名/発表者名
      鷹井洋力,小嶋勝,大原賢一,洞出光洋,前泰志,大和雅之,新井健生
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [学会発表] アルギン酸ゲルファイバを用いた微細格子形状構築の自動化2013

    • 著者名/発表者名
      福島英,小野崎峻,小嶋勝,大原賢一,洞出光洋,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2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [学会発表] リアルタイム計測に基づく局所環境刺激システムの構築2013

    • 著者名/発表者名
      元吉隆広, 小嶋勝, 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2013講演論文集
    • 発表場所
      筑波,日本
    • 年月日
      2013-05-22 – 2013-05-25
  • [学会発表] Automated Stable Grasping with Two-Fingered Microhand using Micro Force Sensor2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yabugaki, Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Yasushi Mae, Tamio Tanikawa, Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2013)
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2013-05-06 – 2013-05-10
  • [学会発表] Towards High-Speed Automated Micromanipulation2013

    • 著者名/発表者名
      Ebubekir Avci, Chanh-Nghiem Nguyen, Kenichi Ohara, Masaru Kojima, Yasushi Mae, and Tatsuo Arai
    • 学会等名
      2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA2013)
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      2013-05-06 – 2013-05-10
  • [備考] バイオアセンブラHP

    • URL

      http://bio-asm.jp/

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公開日: 2016-06-01  

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