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2018 年度 実績報告書

マグネットファイバーの局所磁場操作による3次元細胞組織の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16H02322
研究機関名城大学

研究代表者

福田 敏男  名城大学, 理工学部, 教授 (70156785)

研究分担者 市川 明彦  名城大学, 理工学部, 准教授 (20377823)
竹内 大  名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (20713374)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード局所磁場操作 / 3次元細胞組織 / 磁力操作 / マイクロマニピュレーション / 自己組織的組み立て
研究実績の概要

再生医療、生体外臓器モデルの発展には、血管構造を有し臓器機能を有する3次元細胞組織を生体外(in vitro)で構築することが重要である。本研究では、血管構造を有する3次元細胞組織をin vitroにて作製し、臓器機能を発現させることを目指している。そのための手法として、磁力による自己組織的組み立て及びマイクロマニピュレーション技術を併用した新たな手法を提案し、用いている。
本年度は、1次元マグネットファイバーを用いて3次元の血管様形状をフィブリンゲル内に作製し、その後ファイバーを融解させることで血管様構造をフィブリンゲル内に作製することに成功した。さらに、フィブリンゲル内にラット肝臓細胞またはラット肝臓細胞のスフェロイドを分散させ、肝小葉を模した3次元血管構造を有する肝臓組織の作製を実現した。さらに、作製した肝臓組織の肝機能評価を行い、磁力操作のために用いたフェライト粒子による肝機能の低下は見られなかった。
また、エレクトロデポジションを用いた高密度3次元肝臓組織の作製についても昨年度に引き続き行い、磁力を用いてマイクロ肝臓組織を組み立てることに成功した。さらに、肝機能の発現量計測を行い、着磁させるために用いたフェライト粒子による肝機能の低下は見られないことを確認した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] In Vitro Mimicking the Morphology of Hepatic Lobule Tissue Based on Ca-Alginate Cell Sheets2018

    • 著者名/発表者名
      Zeyang Liu, Minmin Lu, Masaru Takeuchi, Yue Tao, Yasuhisa Hasegawa, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • 雑誌名

      Biomedical Materials

      巻: 13 ページ: 035004

    • DOI

      10.1088/1748-605X/aaa4c4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microrobotic Assembly of Shape-customized Three-Dimensional Microtissues based on Surface Tension Driven Self-alignment2018

    • 著者名/発表者名
      Huaping Wang, Jianing Li, Juan Cui, Zhiqiang Zheng, Qing Shi, Tao Sun, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nanotechnology

      巻: 17 ページ: 684-687

    • DOI

      10.1109/TNANO.2018.2806385

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Automated Fluidic Assembly of Microvessel-Like Structures Using a Multi-Micromanipulator System2018

    • 著者名/発表者名
      Xiaoming Liu, Huaping Wang, Tao Sun, Ning Yu, Qiang Huang, Toshio Fukuda
    • 雑誌名

      IEEE/ASME Transactions on Mechatronics

      巻: 23 ページ: 667-678

    • DOI

      10.1109/TMECH.2018.2796182

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Studing Making Micro Structure with Biodegradable Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Kozuka, Masaru Takeuchi, Akiyuki Hasegawa, Eunhye Kim, Akihiko Ichikawa and Toshio Fukuda
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Cultured Muscles with Tendon Structures for Modular Bio-Actuators2018

    • 著者名/発表者名
      Takuto Nomura, Masaru Takeuchi, Akihiko Ichikawa, Eunhye Kim, Akiyuki Hasegawa and Toshio Fukuda
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Assembly of Hydrogel Fiber for Constructing Three-dimensional Hepatic Lobule-like Channel Network2018

    • 著者名/発表者名
      Eunhye Kim, Masaru Takeuchi, Taro Kozuka, Takuto Nomura, Ryohei Sakurai, Akiyuki Hasegawa, Akihiko Ichikawa and Toshio Fukuda
    • 学会等名
      29th 2018 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
  • [学会発表] Cell Culture on Biodegradable Microstructures using On-chio Fabrication of Photocrosslinkable Hydrogel2018

    • 著者名/発表者名
      Masaru Takeuchi, Taro Kozuka, Eunhye Kim, Akihiko Ichikawa, Toshio Fukuda and Yasuhisa Hasegawa
    • 学会等名
      International Conference on Manipulation, Automation and Robotics at Small Scales
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Construction of Hepatic Lobule-like Vascular Network by using Magnetic fields2018

    • 著者名/発表者名
      Eunhye Kim, Masaru Takeuchi, Wataru Atou, Yuta Iwamoto, Takuto Nomura, Taro Kozuka, Akiyuki Hasegawa, Akihiko Ichikawa, and Toshio Fukuda
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation
    • 国際学会
  • [学会発表] 生分解性材料を用いたマイクロ構造体作製の研究2018

    • 著者名/発表者名
      小塚太郎、竹内大、長谷川明之、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 7本のマグネットツイザーを用いた血管構造体作製2018

    • 著者名/発表者名
      金恩恵、竹内大、櫻井陵平、小塚太郎、野村匠永、長谷川明之、市川明彦、 福田敏男
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] モジュラーバイオアクチュエータのための腱構造付き培養筋の作製2018

    • 著者名/発表者名
      野村匠永、市川明彦、竹内大、金恩恵、長谷川明之、福田敏男
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] 生分解性材料を用いたマイクロ構造体作製の研究2018

    • 著者名/発表者名
      小塚太郎、竹内大、長谷川明之、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [学会発表] トロイダル構造体を用いた多自由度骨格筋アクチュエータの構築2018

    • 著者名/発表者名
      野村匠永、市川明彦、竹内大、金恩恵、長谷川明之、福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [学会発表] マグネットファイバーによる肝小葉を模した血管構造の製作2018

    • 著者名/発表者名
      金恩恵、竹内大、阿藤航、小塚太郎、野村匠永、岩本佑太、長谷川明之、市川明彦、福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018
  • [学会発表] 筋細胞内包ゲルファイバーの集積による筋線維束形成の試み2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川明之、岩本佑太、竹内大、金恩恵、市川明彦、福田敏男
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会 2018

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公開日: 2019-12-27  

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