| 研究課題/領域番号 |
13558102
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
田中 賢 北海道大学, 電子科学研究所, 助手 (00322850)
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| 研究分担者 |
笹木 敬司 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (00183822)
居城 邦治 北海道大学, 電子科学研究所, 助教授 (90221762)
下村 政嗣 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (10136525)
松下 通明 北海道大学, 医学研究科, 助教授 (20250425)
藤堂 省 北海道大学, 医学研究科, 教授 (60136463)
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| キーワード | 生体適合性 / フェムト秒レーザー / 光架橋 / 3次元微細加工 / 細胞 / 人工臓器 / バイオインターフェイス / パターン |
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| 研究概要 |
現有の光学顕微鏡ならびに共焦点顕微鏡に、新規購入した波長可変フェムト秒パルスTi-sレーザーの組み込み改造を行った。2光子吸収による3次元微細光ファブリケーションを利用した3次元微小構造培養体作製を行った。
優れた生体適合性を有するポリメトキシエチルアクリレートと光架橋性基を有するグリシジルアクリレートやエポキシシクロヘキシルメチルアクリレートとの共重合体を新規合成した。これらの共重合体はいずれも2光子吸収効率の高い光開始剤を用いることで微細スポットのみでエポキシ基の開環による架橋を起こした。
フェムト秒レーザーを光学顕微鏡に組み込んだ後、光学系の設定を行い、上記生体適合性高分子を用い、2光子励起で線幅0.2μmのドット構造を作製できることを確認した。精密XYZθθθステージ(6軸電動ステージ)上において自動アライメントされたサンプルにフェムト秒レーザーを用いてコンピュータ上で設定した微細なパターンのスポット・直線・曲線の描画及び造形を行うことができた。基本描画パターンを積層する事により3次元の描画・造形が可能になった。精密な光造形を行うには、高分子の表面処理方法、未架橋高分子の洗浄方法が重要であり、レーザー出力設定や2光子吸収効率の良い光開始剤の設計が重要であることが分かった。また、3次元構造物を作製するため、XYZピエゾステージの作製を行った。また、本実験より、光学顕微鏡にフェムト秒パルス赤外レーザーを組み込んだ2光子励起顕微分光装置とラマン分光装置を組み合わせた装置による、含水高分子界面の測定条件の設定が完了した。さらに、作製した3次元微細パターン上での神経系、血管系、消化器系細胞の接着・増殖・分化の制御ができることを見いだした。
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