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2016 年度 実施状況報告書

次世代型再生医療の具現化に必要な生体血管網模倣技術および重厚臓器創製技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06547
研究機関鹿児島大学

研究代表者

武井 孝行  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (90468059)

研究分担者 吉田 昌弘  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (50315397)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードファイバー / 毛細血管 / 再生医療
研究実績の概要

代謝系臓器を人工的に創製することができれば、移植医療のドナー不足の問題を解決でき、重篤な臓器疾患患者の救命に繋がる。その実現には、まず、生体の毛細血管網を再現できる技術の確立が不可欠である。本研究では、極細の中空ゲルファイバーならびに中実ゲルファイバーを利用することで、上述の生体血管網に極めて酷似した流路ネットワークならびにそれを利用した重厚三次元組織体創製技術の確立を目指している。
1.昨年度は、細胞接着性を有する中空ゲルファイバーを作製した。今年度は中空ゲルファイバーのゲル部分に肝癌細胞であるHepG2細胞を包括し、それを積層することで、血管様流路であるファイバーの中空部が0.1 mm間隔で正確に配置された構造体を作製した。その中空部に培地を流通させながら培養したところHepG2細胞は増殖した。しかし、その増殖速度は極めて遅かった。そこで次にファイバーの外表面および中空部表面のみを架橋し、ゲル部分の液化によりHepG2細胞の増殖速度を上げることを試みたがファイバーの強度が大きく下がり、中空構造を保つことができなかった。
2.上記1とは異なる毛細血管網再現法として、昨年度、極細ゼラチンファイバーを利用した新たな方法を提案した。その手法により三次元組織体を作るためには培地や血液の入口と出口がそれぞれ一つに集約された流路ネットワークを作る必要がある。今年度は、ポリジメチルシロキサン容器内にそのような流路ネットワークを作製した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究開始当初は「研究実績の概要」に記載した1の方法により研究を進める予定であったが、臓器細胞の増殖が遅く、それを改善できる他の血管網再現法が必要になったため。

今後の研究の推進方策

今後は「研究実績の概要」に記載した2の方法により研究を進める。具体的には、コラーゲンゲル内に設置した極細ゼラチンファイバーの束を溶解することにより作製した毛細血管様流路の周囲にHepG2細胞を配置し、流路内に培地を流通させながら長期間培養する。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画よりも、物品の購入費用を抑えることができたため。

次年度使用額の使用計画

培養装置の部品購入費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Toxic chemical cross-linker-free cryosponges made from chitosan-gluconic acid conjugate for chondrocyte culture2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Takei, Hiroki Yoshitomi, Kohei Fukumoto, So Danjo,Takuma Yoshinaga, Hiroto Nishimata, Masahiro Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Engineering of Japan

      巻: 50 ページ: 142-148

    • DOI

      10.1252/jcej.16we145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro formation of vascular-like networks using hydrogels2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Takei, Shinji Sakai, Masahiro Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 122 ページ: 519-527

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2016.03.023

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of blood capillary-like channel networks fabricated using cotton candy-like gelatin fibers as template of channels2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagi, Takayuki Takei, Yoshihiro Ozuno, Masahiro Yoshida
    • 学会等名
      The 29th International Symposium on Chemical Engineering
    • 発表場所
      フェニックスシーガイアリゾート(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 綿飴状ゼラチンファイバーを用いた毛細血管網再現法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      柳雄介, 武井孝行, 大角義浩, 吉田昌弘
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-21 – 2016-11-22
  • [学会発表] Capillary-like network fabricated using “cotton candy”-like gelatin microfibers2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Yanagi, Takayuki Takei, Yoshihiro Ozuno, Masahiro Yoshida
    • 学会等名
      22nd Symposium of Young Asian Biochemical Engineers' Community
    • 発表場所
      フェニックスシーガイアリゾート(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-29
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロゼラチンファイバーを用いた毛細血管網再現法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      柳雄介, 武井孝行, 大角義浩, 吉田昌弘
    • 学会等名
      第27回九州地区若手ケミカルエンジニア討論会
    • 発表場所
      休暇村志賀島(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-07-22 – 2016-07-23
  • [学会発表] 綿飴状ゼラチンファイバーを血管の鋳型とする毛細血管網模倣技術の開発2016

    • 著者名/発表者名
      柳雄介, 武井孝行, 大角義浩, 吉田昌弘
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県北九州市)
    • 年月日
      2016-07-02 – 2016-07-02

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公開日: 2018-01-16  

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