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2015 年度 実績報告書

繋ぐ技術で拓く弾性型血管の創生とバイオニックシミュレータ

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 26106714
研究機関名古屋大学

研究代表者

益田 泰輔  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30431513)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードマイクロ・ナノデバイス / 細胞・組織 / バイオテクノロジー
研究実績の概要

生体組織の生物学的・機械的特性を解明するために,3次元生体組織の再構築に関して様々な研究が行われている.再構築した組織は,生体内と同様の形態や機能を獲得するために力学的刺激が重要であることがよく知られている.細胞はこの力学刺激を感知し,応答することで組織形成および機能維持を示すことが知られている.本研究は,アセンブリした組織を長期機能維持させるためには,酸素および栄養の供給源を確保するためにも外部と必ず“繋ぐ”必要があるという着想に基づき,外部の潅流培養システムと融合することを前提に3次元組織構造体を作製し,機械システムと繋いだバイニックシミュレータを開発する.H27年度は,昨年度までに構築した脈動流を印加する潅流培養システムに対して,圧力フィードバック制御を追加し,生体の脈動流をより再現するしするようシステムの改良を行った.マウス胎児由来血管平滑筋細胞を用いて直径3 mm,長さ10 mmの人工血管組織を作製し,拍動流が印加可能な循環培養システムの培養器の部分に接続した.培養チャンバの直前に圧力センサを設置し,計測圧力をフィードバック制御することにより,負荷圧力を調節した循環培養を行う.生体内と同じ最大1 Paのせん断応力がかかるように,流量は165 ml/minとした.弾性線維形成を形成するタンパク質 (Fibrillin-1,Fibrillin-2,SM1,Elastin) の発現量をRT-PCRによって評価した.GAPDHをリファレンス遺伝子としてΔCp法により整理した.拍動流を印加することで弾性線維形成タンパク質の発現量が多くなることが明らかとなった.生体内環境に近い力学刺激を与えることにより,組織の再生が促進されることが確認された.

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

    (4件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of mechanical stress on differentiation of mouse mesenchymal stem cells seeded into an octacalcium phosphate-gelatin scaffold2015

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Yamada, Takahisa Anada, Taisuke Masuda, Teruko Takano-Yamamoto, Osamu suzuki
    • 雑誌名

      Sens Actuators B Chem

      巻: 220(1) ページ: 125-130

    • DOI

      doi:10.1016/j.snb.2015.05.073

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 血管様多層構造チューブの弾性線維形成誘導のための拍動循環培養システム2015

    • 著者名/発表者名
      浮亀光弘, 益田泰輔, 松崎典弥, 明石満, 横山詩子, 新井史人
    • 学会等名
      第16回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-12-14 – 2016-12-16
  • [図書] Hyper Bio Assembler for 3D Cellular Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Masuda, Fumihito Arai
    • 総ページ数
      285-294
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科新井研究室

    • URL

      http://www.biorobotics.mech.nagoya-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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