疑似血管デバイスを用いた内皮細胞にかかるせん断応力の計測と細胞の応答の計測

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360082
• 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: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 杉井 康彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (90345108)
• 研究分担者: 菱田 公一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: バイオ流体力学 / マイクロ流体 / 血管内皮細胞 / せん断応力 / 循環器病

研究概要

動脈硬化や脳梗塞、心筋梗塞などと言った循環器系疾患の原因解明のために、血管の表面の細胞である内皮細胞を、マイクロ流路内でせん断応力を負荷しながら培養する方法を検討し、培養方法を確立した。高速共焦点マイクロPIVシステムを用いて被写界深度を浅くすることにより空間分解能を大幅に向上させ、細胞表面近傍の速度分布を求める計測法を開発した。また、蛍光粒子画像から細胞の3次元形状を推定する手法を開発し、速度分布との比較を行った。

研究成果

• [雑誌論文] High resolution measurement technique for near surface velocity distribution and surface topography of endothelial cells using confocal micro-PIV (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Mukoyama, Y . S ug i i, K . Hishida
  • 雑誌名: Proc. 16th Int. Symp. Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon, Portugal 巻: 2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microchip-based Plasma Separation from Whole Blood via Axial Migration of Blood Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Aota A, Takahashi S, Mawatari K, Tanaka Y, Sugii Y , Kitamori T
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 27(12) ページ: 1173
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic Structure and Cell Culture Condition of a Bioartificial Renal Tubule on Chip Towards a Cell based Separation Microdevice (2011)
  • 著者名/発表者名: Gao X, Tanaka Y, Su gi i Y , Mawatari K and Kitamori T
  • 雑誌名: Anal. Sci. 巻: 27(9) ページ: 907-912
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of a confluent cardiomyocyte culture in a cylindrical microchannel (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, Akaike H, Su g i i Y , Kitamori T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 27(9) ページ: 957-960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Wall Shear Stress Distribution and Three-Dimensional Shape of Living Endothelial Cells Cultured in Microchannel (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugii Y
  • 雑誌名: Journal of Biomechanical Science and Engineering 巻: 5 ページ: 625-634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Wall Shear Stress Distribution and Three-Dimensional Shape of Living Endothelial Cells Cultured in Microchannel (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugii Y
  • 雑誌名: The 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2010), Groningen, Netherlands 巻: 5 ページ: 625-634
  • 査読あり
• [雑誌論文] CONSTRUCTION OF VASCULAR-MIMETIC TISSUE IN A SEPARABLEMICROCHIP (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita, Y. Tanaka, Y. Sugii, K.Mawatari, T. Kitamori
  • 雑誌名: The 14th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear Stress Measurement of Endothelial Cells Cultured in Microchannel Using Micro PIV Technique (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugii Y
  • 雑誌名: Micro/Nano Flow Measurement Techniques
  • 査読あり
• [雑誌論文] MEASUREMENT OF SHEAR STRESSAND THREE DIMENSIONAL SHAPE OF ENDOTHELIALCELLS CULTURED IN MICROCHANNEL (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugii Y
  • 雑誌名: 14thInternational Symposium on FlowVisualization
  • 査読あり
• [学会発表] 共焦点マイクロPIVによる血管内皮細胞近傍の高分解能速度分布および細胞形状計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 向山卓哉,杉井康彦,菱田公一
  • 学会等名: 第49回日本伝熱シンポジウム
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] 共焦点マイクロPIV法によるマイクロ流路内の血管内皮細胞にかかるせん断応力分布と形状の時間的変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 向山卓哉,杉井康彦,菱田公一
  • 学会等名: 日本機械学会第24回バイオエンジニアリング講演会
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] マイクロ流路における血管組織構築のための平滑筋細胞と内皮細胞の共培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下忠紘,田中陽,杉井康彦,馬渡和真,北森武彦
  • 学会等名: 第23回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 分離型マイクロ化学チップ内での血管平滑筋細胞の培養条件の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下忠紘,田中陽,杉井康彦,馬渡和真,北森武彦
  • 学会等名: 第21回化学とマイクロ・ナノシステム研究会(CHEMINAS)
  • 年月日: 20100000