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2018 年度 実績報告書

機能的3次元組織構築のための統合的バイオファブリケーション

研究課題

研究課題/領域番号 16H02423
研究機関大阪大学

研究代表者

田谷 正仁  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60144127)

研究分担者 小嶋 勝  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (00533647)
境 慎司  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20359938)
松永 民秀  名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 教授 (40209581)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードバイオプリンティング / 再生医療
研究実績の概要

前年度までの検討にて、酵素反応によるゲル化を使った3Dバイオプリンティング以外に、可視光の照射によるゲル化を使った3Dバイオプリンティングにも、血管様構造を含むものも含めて成功しており、各種機能細胞の評価からその有望性も実証することができていた。今年度は、さらに統合的な視点から3Dバイオプリンティングによる3次元組織構築に取り組むべく、将来的に汎用的に利用されるようになるプリンティングプロセスの開発に取り組んだ。具体的には、最も広く3Dバイオプリンティングにおいて使用されている、押し出し式プリンターにおいて、酵素反応を使った簡便なプリンティングを可能とする技術の確立に取り組んだ。新たに確立に成功した方法は、西洋わさび由来ペルオキシダーゼを使ったゲル化において必要となる過酸化水素を、プリンティング中に連続的に反応系へ供給するために、低濃度の過酸化水素を含んだ空気中でプリンティングを行うという方法である。この方法によって、連続的に、細胞の生存に大きな影響を与えることなく、押し出し式プリンターを用いた3次元構造体の造形ができるようになった。さらに、この造形時に、生体適合性の高い各種ナノファイバーを添加しておくことで、造形精度を向上させることができた。さらに、シルクをインク成分とする3Dプリンティングにも取り組み、インクとして使用するための条件などを明らかにするとともに、良好な造形が可能な条件を見出した。共同研究者が実施した細胞側からの検討としては、3次元構造物に導入するための肝細胞をiPS細胞から効率的に分化誘導する方法の開発に取り組み、学会発表に至る結果を得ることができた。

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

    (29件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Clermont Auvergne University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Clermont Auvergne University
  • [雑誌論文] Characterization of encapsulated cells within hyaluronic acid and alginate microcapsules produced via horseradish peroxidase-catalyzed crosslinking2019

    • 著者名/発表者名
      Khanmohammadi Mehdi、Sakai Shinji、Taya Masahito
    • 雑誌名

      Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition

      巻: 30 ページ: 295~307

    • DOI

      10.1080/09205063.2018.1562637

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horseradish peroxidase-catalyzed hydrogelation consuming enzyme-produced hydrogen peroxide in the presence of reducing sugars2019

    • 著者名/発表者名
      Gantumur Enkhtuul、Sakai Shinji、Nakahata Masaki、Taya Masahito
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 15 ページ: 2163~2169

    • DOI

      10.1039/c8sm01839a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peroxidase-catalyzed microextrusion bioprinting of cell-laden hydrogel constructs in vaporized ppm-level hydrogen peroxide2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shinji、Mochizuki Kei、Qu Yanfei、Mail Matthew、Nakahata Masaki、Taya Masahito
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 10 ページ: 045007~045007

    • DOI

      10.1088/1758-5090/aadc9e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-Linking Building Blocks Using a “Boronate Bridge” to Build Functional Hybrid Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Nakahata Masaki、Sakai Shinji
    • 雑誌名

      ChemNanoMat

      巻: 5 ページ: 141~151

    • DOI

      10.1002/cnma.201800435

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biofabrication offers future hope for tackling various obstacles and challenges in tissue engineering and regenerative medicine: A Prospective2018

    • 著者名/発表者名
      Mir Tanveer Ahmad、Iwanaga Shintaroh、Kurooka Taketoshi、Toda Hideki、Sakai Shinji、Nakamura Makato
    • 雑誌名

      International Journal of Bioprinting

      巻: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.18063/ijb.v5i1.153

    • 査読あり
  • [学会発表] The influence of STAT5 activation by celecoxib on differentiation of human induced pluripotent stem cells into hepatocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okumura, Anna Nakanishi, Tadahiro Hashita, Takahiro Iwao, Tamihide Matsunaga
    • 学会等名
      ISSCR Annual Meeting 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] In Vitro Cholestatic Drug-Induced Liver Injury Evaluation System Using Human iPS Cell-Derived Hepatocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Yoko Sakai, Takahiro Iwao, Takeshi Susukida, Akinori Takemura, Takumi Nukaga, Shuichi Sekine, Kousei Ito, Tamihide Matsunaga
    • 学会等名
      2018 International Meeting on 22nd MDO and 33rd JSSX
    • 国際学会
  • [学会発表] Micro-extrusion bioprinting mediated by horseradish peroxidase2018

    • 著者名/発表者名
      S Sakai, K Mochizuki, M Taya
    • 学会等名
      23rd International Congress of Chemical and Process Engineering: CHISA 2018 Prague
    • 国際学会
  • [学会発表] Biofabrication of 3D cardiac tissues with bio-printing and bio-assembly technologies2018

    • 著者名/発表者名
      Y Hamada, S Iwanaga, Y Tsukamoto, K Sugimoto, S Sakai, M Nakamura
    • 学会等名
      2018 TERMIS World Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Horseradish peroxidase-mediated micro-extrusion bioprinting in air containing vaporized hydrogen peroxide2018

    • 著者名/発表者名
      S Sakai, K Mochizuki, M Taya
    • 学会等名
      International Conference on Biofabricaton 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-ink inkjet bioprinting for cell-patterning through enzymatic cross-linking2018

    • 著者名/発表者名
      E Gantumur, M Kimura, S Sakai, M Nakahata, M Taya
    • 学会等名
      International Conference on Biofabricaton 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of cell fibers with hollow alginate hydrogel molds for bioassembly of large-sized tissues and organs2018

    • 著者名/発表者名
      T Muroe, S Iwanaga, Y Aso, S Sakai, T Kurooka, M Nakamura
    • 学会等名
      International Conference on Biofabricaton 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵素架橋とインクジェットの融合による3Dバイオプリンティング技術の開発2018

    • 著者名/発表者名
      境 慎司, 中村 真人
    • 学会等名
      第121回 日本画像学会年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] インクジェット(5-2) 応用/3Dプリンティング/バイオプリンティング2018

    • 著者名/発表者名
      中村 真人, 岩永 進太郎, 浜田 裕太, 黒岡 武俊, 境 慎司
    • 学会等名
      第121回 日本画像学会年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織構築に向けた中空アルギン酸ゲルモールドを用いた細胞ファイバーの作製2018

    • 著者名/発表者名
      室江 拓哉, 岩永 進太郎, 阿曽 祐也, 境 慎司, 黒岡 武俊, 中村 真人
    • 学会等名
      第5回富山・バーゼル医薬品研究開発シンポジウム
  • [学会発表] 3Dバイオプリンティング2018

    • 著者名/発表者名
      境 慎司
    • 学会等名
      第70回 日本生物工学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 複数素材が適用可能なインクジェット式バイオプリンターを利用した細胞パターニングの構築2018

    • 著者名/発表者名
      Gantumur Enkhtuul, 木村 美夢, 境 慎司, 中畑 雅樹, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第50回 化学工学会秋季大会
  • [学会発表] キトサンナノファイバーを用いる3Dバイオプリンティング2018

    • 著者名/発表者名
      服部 晃治, 境 慎司, 中畑 雅樹, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第50回 化学工学会秋季大会
  • [学会発表] 光回復酵素と可視光を用いてパターニング可能な培養基材の開発2018

    • 著者名/発表者名
      小川 健斗, 境 慎司, 中畑 雅樹, 山元 淳平, 岩井 成憲, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第50回 化学工学会秋季大会
  • [学会発表] 西洋ワサビペルオキシダーゼを使った細胞培養用エレクトロスピニング不織布の作製2018

    • 著者名/発表者名
      古野 琴子, 境 慎司, 鈴木 啓一郎, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第50回 化学工学会秋季大会
  • [学会発表] 西洋わさび由来ペルオキシダーゼ代替触媒としてのヘミンの細胞毒性低減とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      古川 翔太, 境 慎司, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第4回 日本生物工学会西日本支部 講演会
  • [学会発表] キトサンを用いた三次元多孔質構造の3Dプリンティングとその応用2018

    • 著者名/発表者名
      本田 尚之, 境 慎司, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第4回 日本生物工学会西日本支部 講演会
  • [学会発表] キトサンを含むバイオインクを用いた3Dプリンティング2018

    • 著者名/発表者名
      山本 翔太, 境 慎司, 田谷 正仁
    • 学会等名
      第4回 日本生物工学会西日本支部 講演会
  • [学会発表] 金属-配位子相互作用により架橋されるゼラチンの合成とインクジェットプリンティングへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      平岡功匡, 中畑 雅樹, 境 慎司, 田谷 正仁
    • 学会等名
      化学工学会 中国四国支部・関西支部合同徳島大会
  • [学会発表] Development of Bioinks Containing Nanofibrillated Chitosan for Extrusion 3D Bioprinting2018

    • 著者名/発表者名
      S Sakai, K Hattori, M Taya
    • 学会等名
      The 14th Asian Congress on Biotechnology
  • [学会発表] Horseradish Peroxidase-Catalyzed Hydrogelation Consuming Enzyme-Produced Hydrogen Peroxide in the Presence of Reducing Sugars2018

    • 著者名/発表者名
      E Gantumur, S Sakai, M Taya
    • 学会等名
      The 14th Asian Congress on Biotechnology
  • [学会発表] Inkjet plus enzyme-mediated bioprinting for controlled cell immobilization on substrates2018

    • 著者名/発表者名
      M Kimura, E Gantumur, S Sakai, M Taya
    • 学会等名
      The 14th Asian Congress on Biotechnology
  • [学会発表] Development of nanofiber nonwoven fabric applicable for genome editing in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      K Furuno, S Sakai, K Suzuki, M Taya
    • 学会等名
      The 14th Asian Congress on Biotechnology

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公開日: 2019-12-27  

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