| 研究課題/領域番号 |
16K01383
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
藤里 俊哉 大阪工業大学, 工学部, 教授 (60270732)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 組織工学 / 培養骨格筋 / アクチュエータ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、コラーゲンゲルに包埋した樹立筋芽細胞の伸張培養によって作製した三次元培養骨格筋を、工学的に応用することを目的としている。特に、これまでに得ている1,000μN弱の収縮力を有する培養骨格筋を用いたバイオアクチュエータを、実用モジュールにまで昇華させることを目的としている。このため、培養骨格筋の強力化（課題１）、伸縮運動機構の導入（課題２）、ならびに、３ヶ月間の駆動時間を目標とした体外培養機構の開発（課題３）について取り組み、そしてクリアする。
平成３０年度では、培養骨格筋の強力化（課題１）と伸縮運動機構の導入（課題２）について取り組んだ。特に課題１について、培養骨格筋においては培養期間に伴って収縮力が増加するが、固定した両端の人工腱間の張力も大きくなる。両端を固定せずに張力と釣り合う力を負荷しない場合は、培養筋の変形による短縮が引き起こされ、収縮力は減少する。このような特性より、収縮性を維持して骨格筋を培養するには、両端部に張力と同等の適切な抗力を常にかけることで構造を保ち続ける必要があるが、これまでは不可能であった。そこで今年度は、浮力を用いることで、収縮可能でかつ長期培養可能な新規自由端培養方法の開発について検討した。
培養３週間後に収縮力を測定し、その後HE染色を行った結果、新規方法で培養したものはこれまでの倍以上大きな収縮力を示した。また、HE染色の結果、筋管が太くなっていることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成３０年度は、課題１と２について検討した。
課題１では新たな三次元培養環境を開発し、その有効性を検討したところ、これまでに比べて倍以上の収縮力を示す培養骨格筋が得られ、現在、特許出願準備中である。
課題２では、２本の培養骨格筋を配置することで、連続的な伸縮運動を行うことに成功した。
以上のことから、平成３０年度の達成度はおおむね順調であると自己評価する。ただし、このための追加実験が必要となり、研究期間を１年間延長することとした。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和１年度は、特に課題１の成果について特許を出願すると共に、論文をまとめる。そのための追加実験を実施すると共に、得られた培養骨格筋の電子顕微鏡標本を作製し、超微細構造について検証する予定である。続けて、次年度以降の研究基盤として、収縮運動によって生じるマイオカイン産生について検討すべく、本研究によって得られたアクチュエータの応用を図る予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
これまでにバイオ筋肉モジュールを完成させ、その駆動を確認した。現在、成果をまとめて論文の作成中ならびに特許出願準備中であるものの、いくつかの追加実験が必要となったため、次年度までの延長を希望するとともに、そのための消耗品費および成果発表旅費に充てたい。
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