3次元動的マイクロ力学刺激を用いる損傷細胞組織のアクティブ力学操作・再生治療法

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360106
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 小沢田 正 山形大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10143083)
• 研究分担者: 馮 忠剛 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10332545) ; 後藤 薫 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 細胞 / 動的力学刺激 / 3次元センサ・アクチュエータ / 培養ヒト骨芽細胞 / 蛍光観察 / ストレスファイバー制御 / 細胞活性化

研究概要

ピエゾ素子を利用した微小振動子とマイクロ触覚プローブから成るセンサー,および立体ダブルL型カンチレバー状に加工した振動子に,直交3軸方向それぞれの変位が制御できるように複数のピエゾ素子を接着した3次元アクチュエータおよびそのコントローラーを開発した。本センサー・アクチュエータ複合デバイスを,高精度マイクロマニピュレータ・倒立型位相差顕微鏡に組み込むことによりシステム構築を行い,培養細胞に対する種々の力学刺激,評価等アクティブ力学操作の可能性および再生治療における有用性を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic actuation and sensing micro-device for mechanical response of cultured adhesive cells (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Konno, T. Kosawada, M. Suzuki, T. Nakamura, Z. Feng, Y. Hozumi, K. Goto
  • 雑誌名: Microsystem Technologies Vol. 16, No. 6 ページ: 993-1000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active manipulation and recovery assisting system for damaged cells and tissues by the aid of three-dimensional micro dynamic stimulations (2009)
  • 著者名/発表者名: Tadashi KOSAWADA
  • 雑誌名: Research Papers of The Suzuken Memorial Foundation Vol. 26 ページ: 91-98
• [雑誌論文] 圧電マイクロ3次元振動デバイスによる生体細胞の内部ストレス計測と損傷治療法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小沢田正, 中村孝夫, 後藤薫, 馮忠剛
  • 雑誌名: Nakatani Foundation of Electronic Measuring Technology Advancement Annual Report Vol. 23 ページ: 30-41
• [雑誌論文] Development of Three-Dimensional Micro Vibration Stage and Its Application to Control device for Cell Culture (2008)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi KONNO, Tadashi KOSAWADA, Hiroshi YAMAZAKI, Yasukazu HOZUMI, Kaoru GOTO
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering Vol. 3, No. 1 ページ: 38-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recovery Assisting System for Locally Damaged Egg Cell by Using Three-Dimensional Micro Vibration Devices (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Konno, Tadashi KOSAWADA, Naoki Endo, Ryouta Sasaki
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference, Sapporo OS02-2-1(CD-ROM) ページ: 12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parallel Cantilever Beam Vibrator System for Identification of Dynamic Properties of Biological Soft Tissue (2007)
  • 著者名/発表者名: Tadashi KOSAWADA, S. Sasaki, Y. Kashiwazaki, Z. Feng, T. Nakamura
  • 雑誌名: Proceedings of the 12th Asia Pacific Vibration Conference, Sapporo OS02-2-3(CD-ROM) ページ: 12
  • 査読あり
• [学会発表] 血管内皮細胞貫通チャネルの形成と物質輸送シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 石澤尚大, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会2009
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 細胞骨格構造の制御と動的力学刺激に対する応答評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会2009
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2009)
  • 著者名/発表者名: 今野健一, 佐藤亮太, 小沢田正, 後藤薫
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会2009
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 骨芽細胞のストレスファイバー制御と動的力学刺激の影響評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村健, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2009
  • 発表場所: 札幌(CD-ROM)
  • 年月日: 2009-08-06
• [学会発表] 3次元振動ステージによる細胞培養コントロールデバイスの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 後藤薫
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2009
  • 発表場所: 札幌(CD-ROM)
  • 年月日: 2009-08-06
• [学会発表] 動的マイクロ力学刺激を用いたヒト骨芽細胞の操作・培養コントロール (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村健, 小沢田正, 鈴木雅人, 今野健一, 馮忠剛
  • 学会等名: 第51回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 米沢(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-11-23
• [学会発表] 血管内皮細胞貫通チャネルによる物質輸送・制御の解析とシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 石澤尚大, 小沢田正, 五代聡也
  • 学会等名: 第51回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 米沢(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-11-23
• [学会発表] 超小型3次元振動ステージを用いた培養細胞への力学刺激付加システム (2008)
  • 著者名/発表者名: 今野健一, 小沢田正, 佐藤亮太, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • 学会等名: 第51回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 米沢(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-11-23
• [学会発表] 培養ヒト骨芽細胞に対する動的力学刺激付加マイクロデバイスの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅人, 中村健, 今野健一, 馮忠剛, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • 発表場所: 横浜(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] 3次元マイクロ力学刺激を用いる細胞の培養コントロールシステム (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤亮太, 今野健一, 小沢田正, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • 発表場所: 横浜(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] 細胞内小胞の形成と膜動輸送に及ぼすダイアフラムの影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 五代聡也, 石澤尚大, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2008
  • 発表場所: 横浜(CD-ROM)
  • 年月日: 2008-09-03
• [学会発表] 単一浮遊細胞内小胞の変形と周辺流れのメカニクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 小沢田正, 大内輔
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第43期総会・講演会論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-03-15
• [学会発表] 超小型3次元振動ステージを用いた細胞培養コントロールシステム (2007)
  • 著者名/発表者名: 今野健一, 山崎浩, 小沢田正, 八月朔日泰和, 後藤薫
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2007
  • 発表場所: 広島(CD-ROM)
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] 血管内皮細胞チャネルのダイナミクスと膜動輸送のシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 小沢田正, 小川聖志, 木村孝太
  • 学会等名: 日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2007
  • 発表場所: 広島(CD-ROM)
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] Recovery Assisting System for Locally Damaged Egg Cell by Using Three-Dimensional Micro Vibration Devices (2007)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichi Konno, Tadashi KOSAWADA, Naoki Endo, Ryouta Sasaki
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Vibration Conference, OS02-2-1
  • 発表場所: Sapporo(CD-ROM)
  • 年月日: 2007-08-07
• [学会発表] Parallel Cantilever Beam Vibrator System for Identification of Dynamic Properties of Biological Soft Tissue (2007)
  • 著者名/発表者名: Tadashi KOSAWADA, S. Sasaki, Y. Kashiwazaki, Z. Feng, T. Nakamura
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Vibration Conference, OS02-2-3
  • 発表場所: Sapporo(CD-ROM)
  • 年月日: 2007-08-07
• [学会発表] 培養ヒト骨芽細胞に対する動的力学刺激付加マイクロデバイスの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 今野健一, 磯谷篤志, 荒井孝, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会第19回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-01-07
• [学会発表] マイクロ3次元振動アクチュエータの開発と受精卵細胞のローカルダメージ再生回復促進法への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 今野健一, 遠藤直樹, 佐々木亮太, 小沢田正
  • 学会等名: 日本機械学会 第19回バイオエンジニアリング講演会 講演論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-01-07
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://kosawada_lab.yz.yamagata-u.ac.jp