| 研究課題/領域番号 |
17H03150
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
仲町 英治 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60099893)
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| 研究分担者 |
山本 浩司 同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (70536565)
森田 有亮 同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80368141)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 三次元バイオリクタ / 神経軸索伸展促進 / 神経ネットワーク形成 / 力学刺激 / 電磁場刺激 / 圧電効果 / コラーゲン足場 / 神経再生 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，電磁場，ひずみ場および圧電材料を用いた電場・ひずみ場ハイブリッド負荷による神経細胞活性が可能な三次元力学・電磁場刺激バイオリアクタの開発を行った．神経細胞としてPC12およびラット由来大脳皮質細胞を用いた．設計・製作したバイオリアクタにおいて，直流電場，交流磁場，繰返し引張りひずみ場の個別の負荷，さらに，生体適合圧電材料MSOおよび圧電ポリマーPVDFを用いた力学・電場ハイブリッド負荷を行い，神経軸索伸展促進に対する有意な効果を確認した．ひずみと電場の強度を設計変数とし，軸索伸展と神経ネットワーク形成率を目的関数とする最適条件探索が可能なFECAシミュレーション法の開発に成功した．
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| 自由記述の分野 |
医用生体材料工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在，iPS細胞などを用いた神経再生用バイオリアクタの開発が強く望まれている．脳灰白質や海馬などの中枢神経ネットワーク再生用バイオリアクタの開発においては，再生用細胞，細胞活性用薬剤，足場材料，細胞周辺環境が主要課題となる．申請者らは，過去9年間の科研費補助による力学・電磁場負荷刺激に関する研究の結果から，足場材料・構造および細胞周辺環境が軸索伸展速度を飛躍的に増大させることができると結論付けた．そこで，交流電圧による繰返し磁場刺激および圧電薄膜設置と繰り返しひずみ負荷による力学・電界刺激の重合による神経細胞活性が可能な三次元力学・電磁場刺激バイオリアクタの開発は社会的意義が大きいと考えた．
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