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2022 年度 研究成果報告書

顕微鏡下in situ振動刺激負荷デバイスの開発と骨芽細胞の応答特性評価

研究課題

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研究課題/領域番号 20K12601
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関徳島大学

研究代表者

佐藤 克也  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (10403651)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード骨芽細胞 / 力学的刺激 / 細胞バイオメカニクス / 骨粗しょう症 / 振動刺激
研究成果の概要

微振動刺激に対する骨芽細胞の応答を顕微鏡観察下でその場観察するためのデバイスを開発した.デバイスは,顕微鏡ステージ上に設置可能で,ピエゾアクチュエーターによる駆動で水平方向の振動を発生させ,ガラスボトムディッシュに播種した骨芽細胞に振動刺激を付与する.また,微振動刺激を付与しながらのその場観察を達成した.
開発したデバイスを用いて,微振動刺激を受ける骨芽細胞のカルシウムシグナル応答を観察し,その応答特性を評価した.デバイスは当初の設計通りの性能を発揮し,単一細胞レベルでの蛍光観察が可能であった.実験の結果,骨芽細胞が敏感に応答する振動周波数が60Hz付近に存在する可能性が示唆された.

自由記述の分野

細胞バイオメカニクス

研究成果の学術的意義や社会的意義

微振動刺激を受ける細胞の応答を観察する実験系において,多数の細胞の応答を平均化して評価するのではなく,単一細胞レベルで詳細に観察することを可能にしたことは,本研究課題の最大の成果である.
また,振動強度は一定に保ちながら,周波数を変化させた微振動刺激を骨芽細胞に付与し,その応答を評価した結果,骨芽細胞が敏感に感じ取る周波数が60Hz付近に存在する可能性を示したことは,制御された力学的刺激として微振動を付与し,骨形成を活性化させる新規な医療技術への応用が期待される成果である.

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公開日: 2024-01-30  

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