細胞外マトリックス設計による細胞機能操作と高次組織化技術の基礎研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09480260
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松田 武久 九州大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60142189)
• 研究分担者: 中山 泰秀 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (50250262)
• キーワード: 細胞外マトリックス / 細胞バイオメカニクス

研究概要

(1) 細胞高密度・高度集積化技術:キャピラリ管の中で極細の高密度ハイブリッド組織体を形成させる。
(2) 人工細胞外マトリックスの分子設計:従来開発してきた光硬化型に加えて、コラーゲン等にみられる感温性の繊維形成能を付加するように、ゼラチンや多糖類の側鎖よりのリビング重合性の光ラジカル重合によるグラフト重合鎖による感温性sol-gel相転移機構を付加する。同様に血管壁の3つの主要構成マトリックス成分のエラスチンの生体類似アナログポリマーを作製した。
(3) 人工基材の表面設計:既に開発した光表面微細加工技術を用い、細胞接着・非接着場を厳密に設計する。細胞一個を線状、円形状に接着・伸展させ、形状等の細胞形態が細胞機能に及ぼす効果を明瞭にした。
(4) 人工神経回路網:神経様株化細胞PC12の2次元パターンを上記の方法を用いて作製し、顕微鏡下で組織の末端を刺激した場合の情報伝達をミリ秒の単位で測定した。
(5) サイトカイン固定・包理・徐放の制御技術:上記の人工細胞外マトリックスに光架橋性基を導入し、デバイスの望む部位に望むサイトカインを固定・包理・徐放できる技術を開発した。
(6) 動的環境場の設計:細胞の力学的配向化によるベクトル方向の制御と収縮による運動機能を実現する組織体を形成させた。
(7) 人工基材の構造的設計:生体内の力学的ストレス場をin vitroで模倣し、且つin vivoで検証出来る基材を開発する。宿主血管と力学的に適合する小口径人工血管のScaffoldを耐久性のあるエラストマーの薄膜管状体にエキシマレーザーで多孔化する技術を完成させた。

研究成果

• [文献書誌] Y. Nakayama and T. Matsuda: "Photocurable Surgical Tissue Adhesive Glaues Composed Photoreactive...."J. Biomed Mater Res(Appl Biomater). 48. 511-521 (1999)
• [文献書誌] T. Matsuda, R.. E, Marchant J. Higashi, Y. Nakayama: "High-Spatioresolved Microarchitectual Surface Prepared by..."Langmuir. 15. 2080-2088 (1999)
• [文献書誌] Y. Nakayama, M. Miyamura, Y. Hirano, K. Goto, T. Matsuda: "Preparation of poly(ethylene glycol)-polystyrene block copolymers...."Biomaterials. 20. 963-970 (1999)
• [文献書誌] N. Saito, T. Matsuda: "Protain adsorption onself-assembled monolayers with ...."Materials Science & Engineering. C6. 261-266 (1999)
• [文献書誌] Y. Nakayama, T. Matsuda: "In Situ Observation of DethioCarbomate-Based Surface Photograft...."Macromolecules. 16. 5405-5410 (1999)
• [文献書誌] Heung Jae Lee Talcehisa Matsuda: "Surface photgraft polymerization on Segmented ..."Journal of Biomedial Materials Recearch. 47. 564-567 (1999)
• [文献書誌] Heung. J Lee, Y. Nakayama, T. Matsuda: "Spatio-Resolved, Macromolecular Architectural ...."Macromolecules. 32. 6985-6995 (1999)