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2018 年度 実施状況報告書

スマートエレクトロニクスシートを搭載した人工心筋細胞組織の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18838
研究機関早稲田大学

研究代表者

梅津 信二郎  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (70373032)

研究分担者 坂口 勝久  早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (70468867)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード心筋細胞組織 / エレクトロニクスシート / 生体情報
研究実績の概要

先進諸国が超高齢化社会を迎えつつある状況のため、生体に関する多くの研究が行われている。この研究を支えるのは、精密に生体情報をモニタリングする技術である。近年、フレキシブルエレクトロニクスによって、生体情報をモニタリングする研究が多く行われるようになった。生体自体の柔らかさに、フレキシブルエレクトロニクスが十分に追従するからである。
本研究では、心筋細胞の細胞外電位の測定が可能な、厚さ500 nmのフレキシブルエレクトロニクスシートの開発を行った。フレキシブルエレクトロニクスシートの基板材料として、高い生体適合性を有するパリレンフィルムを利用し、パリレンフィルム上に金電極をパターニングすることで、フレキシブルエレクトロニクスシートの開発を行った。これらのマテリアルはともに生体適合性を有することから、細胞毒性を発現せず、電極上で培養したヒトiPS細胞由来心筋細胞は、拍動を続けることを確認した。
計測システムとして、従来のテープによる直接的なシールド線の接着法ではなく、FPCコネクタを利用した接着法へと変更をした。変更により、測定システムの信頼性、利便性が大幅に向上をした。また、測定システムをシールドボックスで覆うことで、ノイズ低減が図られることを確認した。
作製したシステムを利用し、ヒトiPS細胞由来心筋細胞の細胞外電位の測定を行った。FFT解析により、ノイズ原因と見られる周波数を除去するフィルタを適用することで、三点での細胞外電位の測定に成功をした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2年目に実施予定だった研究内容も現時点で取り組み始めているため。

今後の研究の推進方策

エレクトロニクスシートを高機能なものにすることで、複雑な人工心筋細胞組織の動きができるようにする。また、数値計算の支援を行い、得られる生体情報との比較を行う。

次年度使用額が生じた理由

想定していた材料費がかさまなかったため。また、投稿論文のAPC用に確保していた部分が、次年度に回ったため。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Simple action potential measurement of cardiac cell sheet utilizing electronic sheet2018

    • 著者名/発表者名
      akashi Ohya, Kazuki Nakazono,Tetsutaro Kikuchi, Daisuke Sasaki, Katsuhisa Sakaguchi, Tatsuya Shimizu, Kenjiro Fukuda, Takao Someya, Shinjiro Umezu
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 23 ページ: 321-327

    • DOI

      10.1007/s10015-018-0429-y

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Fundamental study for measuring contractile force of cardiomyocytes by using ultraflexible film2019

    • 著者名/発表者名
      Haruki Ohtomo, Takashi Ohya, Tetsutaro Kikuchi, Daisuke Sasaki, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura ,Kenjiro Fukuda, Takao Someya, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics AROB 24th 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Electrode Material for Vital Monitoring that is Non-invasive to Everyday Life2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Sui,Toshinori Fujie,Kayo Hirose, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics AROB 24th 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Body temperature measurement of baby utilizing MEMS sensor sheet2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Ogawa, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics AROB 24th 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Fundamental Study of the Microfabrication Method of Thin-film Material for BioMEMS2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohya, Tetsutaro Kikuchi, Daisuke Sasaki, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura ,Kenjiro Fukuda, Takao Someya, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      24th International Symposium on Artificial Life and Robotics AROB 24th 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Multipoint Extracellular Electric Potential Measurement of Human iPS Cardiomyocyte by Using Flexible Electronic Sheet2018

    • 著者名/発表者名
      akashi Ohya, Tetsutaro Kikuchi, Daisuke Sasaki, Tatsuya Shimizu, Katsuhisa Matsuura ,Kenjiro Fukuda, Takao Someya, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      9th International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Grooves on Gelatin Film Utilizing Micro-Electrical Discharge Machining (micro-EDM)2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tamura, Ryotaro Akiyama, Ryu-ichiro Tanaka, Shinjiro Umezu
    • 学会等名
      9th International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • 国際学会
  • [産業財産権] 心電モニタリングシステム2018

    • 発明者名
      梅津信二郎、廣瀬佳代、藤枝俊宣
    • 権利者名
      梅津信二郎、廣瀬佳代、藤枝俊宣
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-101096
  • [産業財産権] 人工血管ユニットの製造方法及び人工血管ユニット2018

    • 発明者名
      梅津信二郎、坂口勝久、秋元渓、清水達也
    • 権利者名
      梅津信二郎、坂口勝久、秋元渓、清水達也
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-95023
  • [産業財産権] センサフィルム及び積層体2018

    • 発明者名
      大矢、梅津、福田、染谷、菊地、佐々木、清水
    • 権利者名
      大矢、梅津、福田、染谷、菊地、佐々木、清水
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-093864

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公開日: 2019-12-27  

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