微小パターンを有する複合型ハイドロゲル材料の作製と細胞の高度組織化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23700554
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 山田 真澄 千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30546784)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: バイオマテリアル / マイクロ流路 / ハイドロゲル

研究概要

微小なパターンを有する複合型ハイドロゲル材料を作製するための,マイクロ流体デバイスを利用した新規手法を提案した。複合型ファイバー,ストライプ状シート,極微小粒子,平板状パターンなどの作製を行い,たとえば非実質細胞との高密度共培養による初代肝細胞の機能向上や,微小ECM粒子を含むヘテロスフェロイドの形成,個別のゲル材料の複合化などを行った。さらに,ハイドロゲルによって形成された流路構造を利用し,血管組織モデル作製法の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] A Droplet-based Microfluidic Process to Produce Yarn-ball-shaped Hydrogel Microbeads (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Miyama, M. Yamada, S. Sugaya, and M. Seki
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: (in press)
• [雑誌論文] Micropatterning of Hydrogels on Locally Hydrophilized Regions on PDMS by Stepwise Solution Dipping and in situ Gelation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugaya, S. Kakegawa, S. Fukushima, M. Yamada, and M. Seki
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 28 ページ: 14073-14080
• [雑誌論文] Controlled Formation of Heterotypic Hepatic Micro-Organoids in Anisotropic Hydrogel Microfibers for Long-Term Preservation of Liver-Specific Functions (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, R. Utoh, K. Ohashi, K. Tatsumi, M. Yamato, T. Okano, and M. Seki
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 8304-8315
• [雑誌論文] Microfluidic Synthesis of Chemically and Physically Anisotropic Hydrogel Microfibers for Guided Cell Growth and Networking (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, S. Sugaya, Y. Naganuma, and M. Seki
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 3122-3130
• [学会発表] 「微細ハイドロゲル流路構造を利用した血管組織モデルの作製」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄,岩瀬優輝,関実
  • 学会等名: 第12回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] マイクロフルイディクスを用いた複合ゲル材料の作製と細胞アセンブリ (2012)
  • 著者名/発表者名: 関実,山田真澄
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Manipulation of Cells and Cell Spheroids Using Collagen Hydrogel Microbeads Prepared by Microfluidic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugaya, M. Yamada, and M. Seki
  • 学会等名: 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics andHuman Science (MHS2012)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Construction of Vascular Tissues via Multilayer Cell Deposition inside Hydrogel Microchannels (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Iwase, M. Yamada, and M. Seki
  • 学会等名: 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2012)
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Microfluidics- based Formation of Heterogeneous Hydrogel Sheets for High-density Coculture of Multiple Cell Types (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kobayashi, K. Yamakoshi, Y. Yajima, M. Yamada, and M. Seki
  • 学会等名: 16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and LifeSciences (MicroTAS2012)
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] 微小コラーゲンハイドロゲル粒子を用いたヘテロ細胞集塊の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅谷紗里,山田真澄,関実
  • 学会等名: 化学工学会第44回秋季大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] ハイドロゲル材料とマイクロフルイディクスによる細胞アセンブリの新展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄
  • 学会等名: 超高速バイオアセンブラ第1回若手研究者シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120700
• [学会発表] マイクロノズルアレイ構造を利用した複合型細胞埋包ハイドロゲル材料の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄,長沼洋次,小林あおい,関実
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Fluidic Preparation of Patterned Hydrogel Fibers Using Micronozzle-array Devices for Neural Cell Guidance (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Naganuma, M. Yamada, S. Sugaya, and M. Seki
  • 学会等名: IEEE The 25th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS2012)
  • 発表場所: パリ, フランス
  • 年月日: 20120100
• [学会発表] マイクロ流体システムによる細胞操作・マテリアル合成の新展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄
  • 学会等名: 学振151委員会未踏・ナノデバイステクノロジーナノバイオフュージョン分科会研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Fabrication of Complex Hydrogel Materials by Utilizing Microfluidics and Micromolding (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, Y. Naganuma, E. Yamada, S. Kakegawa, S. Sugaya, and M. Seki
  • 学会等名: 2011 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Fabrication of Functional Hydrogel Microbeads Utilizing Non-equilibrium Microfluidics for Biological Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Sugaya, A. Miyama, M. Yamada, and M. Seki
  • 学会等名: 2011 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2011)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Microfluidics andMicrofabrication Technology for Highly PreciseCell Manipulation and Cultivation (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada and M. Seki
  • 学会等名: 2011International Symposium on Micro-NanoMechatronics, and Human Science (MHS2011)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] 扁平型マイクロノズルを利用した異方的ハイドゲシートの作製と細胞の高密度共培養への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林あおい,山田真澄,関実
  • 学会等名: 第24回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Formation of Complex Hepatic Organoids Using Microfabricated Anisotropic Hydrogel Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, R. Utoh, K. Ohashi, M. Yamato, T. Okano, and Minoru Seki
  • 学会等名: 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2011)
  • 発表場所: シアトル, 米国
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] Microfluidic Production of Yarn-ball- shape Hydrogel Microbeads and Its Application to High-density", Cell Cultivation (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Miyama, S. Sugaya, M. Yamada, and M. Seki
  • 学会等名: 15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS2011)
  • 発表場所: シアトル, 米国
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] Synthesis of Complex Alginate Hydrogel Fibers Utilizing Microfluidic Devices for Controlling Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Naganuma, M. Yamada, S. Sugaya, and M. Seki
  • 学会等名: Growth Directions, International Conference on Biofabrication 2011in Toyama
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20111000
• [学会発表] Synthesis of Functional Polymer/Hydrogel Materials Utilizing Non-equilibrium Microfluidics (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada and M. Seki
  • 学会等名: The 14th Asian Chemical Congress (14 ACC)
  • 発表場所: バンコク, タイ
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 微小ハイドロゲルファイバーを利用した肝細胞・非実質細胞複合組織体の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄,鵜頭理恵,大橋一夫,大和雅之,岡野光夫,関実
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 毛糸玉状マイクロハイドロゲルビーズを担体とした高密度細胞培養 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三山文葵,山田真澄,菅谷紗里,関実
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20110900
• [図書] 関実,マイクロフルイディクスを利用した複合型ハイドロゲル材料の作製と応用,ケミカルエンジニヤリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田真澄
  • 総ページ数: 16-20
  • 出版者: 化学工業社
• [備考]
  • URL: http://chem.tf.chiba-u.jp/gacb01/
• [産業財産権] 細胞評価用ハイドロゲル基材および細胞評価手法 (2013)
  • 発明者名: 関 実,山田真澄,北川陽一
  • 権利者名: 千葉大学
  • 産業財産権番号: 特許出願2013-028485
  • 出願年月日: 2013-02-16
• [産業財産権] 血管組織およびその作製方法 (2012)
  • 発明者名: 関 実,山田真澄,岩瀬優輝
  • 権利者名: 千葉大学
  • 産業財産権番号: 特許出願2012-181261
  • 出願年月日: 2012-08-18
• [産業財産権] 複合型肝細胞組織体およびその作製方法 (2011)
  • 発明者名: 山田真澄,関 実,山田理恵,大橋 一夫,大和雅之,岡野光夫
  • 権利者名: 千葉大学・東京女子医科大学
  • 産業財産権番号: 特許出願2011-122973
  • 出願年月日: 2011-05-31
• [産業財産権] 複合型肝細胞組織体およびその作製方法 (2011)
  • 発明者名: 山田真澄,関 実,山田理恵,大橋 一夫,大和雅之,岡野光夫
  • 権利者名: 千葉大学・東京女子医科大学
  • 産業財産権番号: 特許出願2011-123856
  • 出願年月日: 2011-06-01