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2015 年度 実績報告書

心筋組織、人工リンパ節の3次元アセンブリ

公募研究

研究領域超高速バイオアセンブラ
研究課題/領域番号 26106713
研究機関富山大学

研究代表者

中村 真人  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (90301803)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードバイオプリンティング / バイオファブリケーション / バイオアセンブラ / プレカルチャー / プレ組織 / 組織パーツ / 人工リンパ節 / 3次元組織工学
研究実績の概要

本研究では、「アセンブリ技術」をキーワードに、人工心筋組織と人工リンパ節組織を対象に、心筋組織のスケールアップと3次元構造内部の細胞構成の制御にチャレンジすることを目的に取り組んだ。
心筋組織は、心筋細胞が一方向に配向して存在する。そこで本研究では、心筋細胞が配向した心筋パーツをアセンブリしてスケールアップする構想のもと、配向した心筋組織パーツの作製に取り組んだ。パターン基板上でパターン培養(プレ培養)を行うことにより配向した筋組織を作ることができ、また、配向し始めたプレ組織を積層転写で複合化することも示せた。また、マイクロモールドをデザインして作製し、心筋細胞でのマイクロ鋳型培養を行った。細胞接着性ゲルの併用で細胞増殖もハンドリング性もよくなった。作製した心筋パーツは、心筋細胞の配向性を持ち、アドレナリン薬剤負荷にも反応した。有効な心筋パーツとみなせる。さらに作製した心筋組織パーツをハンドリングして、積層したり連結することにも成功した。バイオアセンブリングのコンセプトを実証することができた。
人工リンパ節に関しては、コラーゲン結合性ケモカインを3次元で配することを目指して、従来使用してきたアルギン酸分子にコラーゲンペプチドを固定する方法を開発した。粘度の問題から高粘度でも吐出可能な特殊紡糸ノズルによる押し出し法の利用で、コラーゲンペプチドを配した3次元構造体の作製ができた。共同研究で並行して合成してもらったコラーゲン結合性ケモカインがすでに合成済であるので、近日動物実験に移る予定である。
また、本研究班内での情報交換により、有効なマイクロ流路リアクター技術を学んだ。内部構造をデザインし手構築した3次元人工リンパ節組織のin vitro評価系の開発を目指せるところに進むことができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 14件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Biofabrication: reappraising the definition of an evolving field.2016

    • 著者名/発表者名
      Groll J, Boland T, Blunk T, Burdick JA, Cho DW, Dalton PD, Derby B, Forgacs G, Li Q, Mironov VA, Moroni L, Nakamura M, Shu W, Takeuchi S, Vozzi G, Woodfield TB, Xu T, Yoo JJ, Malda J,
    • 雑誌名

      Biofabrication.

      巻: 8(1) ページ: 013001

    • DOI

      10.1088/1758-5090/8/1/013001.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bioprinting with pre-cultured cellular constructs towards tissue engineering of hierarchical tissues.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Mir T A, Arai K, Ito S, Yoshida T, Iwanaga S, Kitano H, Obara C, Nikaido T..
    • 雑誌名

      International Journal of Bioprinting

      巻: 1(1) ページ: 39-48

    • DOI

      DOI: http://dx.doi.org/10.18063/IJB.2015.01.007

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 3Dバイオプリンティングの国内外の現状と課題、2015

    • 著者名/発表者名
      荒井健一、中村真人、
    • 雑誌名

      実験医学特集号『医療・創薬に向けた立体臓器をつくる:細胞の性質を利用し、工学的に組み上げる』

      巻: 33(8) ページ: 1266-1272

  • [雑誌論文] ヒトの組織を3次元印刷2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人、荒井健一
    • 雑誌名

      人工臓器学会誌

      巻: 44(1), ページ: 37-40,

  • [雑誌論文] バイオプリンティング:バイオプリンタ遠隔操作制御の試み,2015

    • 著者名/発表者名
      戸田英樹,荒井健一,堀江三喜男,中村真人、
    • 雑誌名

      システム制御情報学会「システム/制御/情報 」,

      巻: 59(8) ページ: 313-318,

  • [学会発表] Bio-Fabrication of Hierarchical Tissues: Bio-Printing and Bio-Assembly with Pre-Cultured Tissue Components2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M,
    • 学会等名
      2016 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      Phoenix, Arizona, USA
    • 年月日
      2016-03-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 心筋とリンパ節のバイオアセンブリ2016

    • 著者名/発表者名
      塚本佳也、荒井健一、加藤陸、杉本和之、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • 学会等名
      新学術領域「超高速バイオアセンブラ」公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-03-22
  • [学会発表] ヒトの組織を3次元印刷:~2次元印刷から3次元造形へ、そして臓器構築の時代へ~、2016

    • 著者名/発表者名
      中村真人、塚本佳也、荒井健一、Tanveer Mir Ahmad、杉本和之、戸田英樹、
    • 学会等名
      第15回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 心筋組織を模倣した三次元組織構築のためのゲルScaffoldを用いた心筋組織パーツ作製の検討,2016

    • 著者名/発表者名
      塚本佳也、荒井健一、加藤陸、杉本和之、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • 学会等名
      第15回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-18
  • [学会発表] Biofabrication of Hierarchical Tissues: Bio-assembly with Pre-cultured Pre-tissue Components2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M
    • 学会等名
      The 19th US-Japan Cellular and Gene Therapy Conference; 3D Modeling and Printing of Tissues and Organs;
    • 発表場所
      FDA White Oak Campus, Maryland, USA
    • 年月日
      2016-03-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生命工学・再生医工学から見た塑性加工分野への期待、2016

    • 著者名/発表者名
      中村真人
    • 学会等名
      塑性学会北陸支部講演会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-03-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 3Dプリンターを応用した配向する心筋組織作製、2015

    • 著者名/発表者名
      塚本佳也、加藤陸、杉本和之、荒井健一、境慎司、遠山周吾、藤田淳、福田恵一、中村真人、
    • 学会等名
      平成27年度日本生体医工学会北陸支部大会、2015年12月、(研究奨励賞受賞)
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-12-12
  • [学会発表] 「生きた3次元臓器を作る研究のあゆみ:バイオプリンティングからオーガンファブリケーションへ」2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人
    • 学会等名
      平成27年度生命融合科学教育部シンポジウム「 医療と3D 」
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2015-12-01
    • 招待講演
  • [学会発表] パネルディスカッション「人工臓器における3Dプリンターの応用」2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人、米川元樹、
    • 学会等名
      第53回日本人工臓器学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-20
    • 招待講演
  • [学会発表] 「3Dプリンターで本物の臓器は作れるのか?:3Dプリンターの医療への応用について」2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人
    • 学会等名
      電子情報技術産業協会(JEITA) 「ヘルスケアデバイス・システム技術分科会」:
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 3次元培養のための酸素イメージング法の開発、2015

    • 著者名/発表者名
      土井尚俊、鈴木正康、中村真人
    • 学会等名
      第10回北陸化学工学研究交流会
    • 発表場所
      福井
    • 年月日
      2015-08-29
  • [学会発表] 逃げ切れ日本の医療:再生医工学のインフラを作れ!2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人
    • 学会等名
      バイオアセンブラ第9回公開シンポジウム:
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-07-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 動物性集合胚の取扱いに係る科学的観点からの検討について「工学による組織作製:Bioprinting & Biofabrication」2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人、
    • 学会等名
      第10回動物性集合胚の取扱いに関する作業部会:
    • 発表場所
      東京(文科省)
    • 年月日
      2015-06-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 3Dプリンターの再生医療への応用について:2015

    • 著者名/発表者名
      中村真人
    • 学会等名
      第90回日本医療機器学会大会:3Dプリンターの再生医療への応用について:
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] The fabrication of hepatocyte culture device with sandwich gel by using 3D bioprinter2015

    • 著者名/発表者名
      Arai K, Yoshida T, Tsukamoto Y, Okabe T, Koike C, Nikaido T, Akaike T, Nakamura M,
    • 学会等名
      The fabrication of hepatocyte culture device with sandwich gel by using 3D bioprinter International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication
    • 発表場所
      2015, 20, May 2015, Toyama.
    • 年月日
      2015-05-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The exploration of cell-adhesive hydrogel to fabricate 3D gel structure by using 3D–bioprinter..2015

    • 著者名/発表者名
      Arai K, Yoshida H, Tsukamoto Y, Sakai S, Taya M, Nakamura M,
    • 学会等名
      International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication 2015,
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-05-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Micro-scaled fabrication of biocompatible hydrogel fibers applying micro-fabricated nozzle.2015

    • 著者名/発表者名
      Mimura T, Arai K, Nakamura M, Yamamoto R, Yonetoku Y, Kanatitsu T.
    • 学会等名
      International Forum on Micromanufacturing and Biofabrication 2015
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-05-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Micro-nano-technology for biofabrication2015

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Arai K,
    • 学会等名
      International Forum on MicroManufacturing & Biofabrication 15’
    • 発表場所
      Toyama, Japan
    • 年月日
      2015-05-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Chapter 4, Inkjet Bioprinting, Essentials of 3D Biofabrication and Translation Anthony Atala, James J.Yoo Eds.2015

    • 著者名/発表者名
      Iwanaga S, Arai K, Nakamura M,
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      S&T Books, Elsevier,

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公開日: 2017-01-06  

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