モニタリング機能を備えたピペット直接描画細胞アセンブリング装置の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19300156
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 梅田 倫弘 Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (60111803)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森島 圭祐 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 准教授 (60359114)
• Keywords: ティッシュエンジニアリング / 細胞アセンブリング / マイクロピペット / 熱可逆性培養担体 / 細胞回収 / 射出 / 細胞培養 / ラピッドプロトタイピング

Research Abstract

本研究計画は、ティッシュエンジニアリング(組織工学)において重要となる任意配置・形状の細胞アセンブリングやその修復(追加・除去)および作製形状・内部構造の同時モニタリングを可能とする技術の確立を目的とする.
平成19年度は以下の3つについて研究を遂行した。
1)構造体作製条件の実験的解明
熱可逆性ハイドロゲルのピペットからの射出特性について、ピペット開口径およびピペット温度、基板温度、射出圧力の最適条件を見いだし、ゲル構造体作製雰囲気の湿度を調整して、微小なゲル構造体でもハイドロゲルの組成が変化しない湿度条件を明らかにした。
2)光ファイバー光学系の開発
ゲル押し出し時の厚さのその場計測を行うための新規な非接触計測法を開発した。すなわち、スーパールミネセンスダイオードを光源とする低コヒーレントファイバー干渉計を構成し、2層からなるサンプルの厚さ方向の内部構造が測定できることを明らかにした。
3)システム設計
以上のような基本技術を獲得した後、ゲル構造体を作製するためのシステムの基本設計を行った。システムは、(a)ピペット冷却および移動ステージ系、(b)射出圧力調整系、(c)作製環境湿度調整系、(d)光ファイバー共焦点光学系および(e)すべての系を制御するためのコンピュータ制御系からなっている。(a)では、ガラスピペットをペルチェ素子からなら冷却器に取り付け、空気圧によってタンクからゲルおよび培養細胞がピペットに供給される。射出されたゲルは、3次元移動制御可能なステージ上のガラス基板にゲル構造体が作製される。(b)の射出圧力調整系では、射出されたゲル構造のサイズを、光ファイバー共焦点光学系によってモニタされ、所望のサイズとなるように射出圧力が調整される。