2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K04169
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| Research Institution | Kyushu Institute of Information Sciences |
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Principal Investigator |
荒平 高章 九州情報大学, 経営情報学部, 准教授 (30706958)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 3Dバイオプリンティング / scaffold / バイオインク / 力学特性 / in vitro |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，再生医療分野において組織工学に基づく生体外での三次元組織構築に関する研究から，生体外で構築した組織を心臓，角膜，軟骨といったあらゆる生体組織に適用可能になるまでに至っている．しかし，三次元組織構築のためには，細胞が増殖し，組織化するための空間が必要であり，「足場材」がその役割を担っているが，生体との親和性・適合性の問題や，生体組織との置換性といった問題がいまだに解決されていないのが現状である．
本研究では，インクジェット方式のバイオプリンティング技術を用いることにより細胞自身で組織化を促し均一な組織を構築する技術の開発を目的とし，研究を推進している．
前年度は，3Dモデリングとプリンター出力用コードの作成，プリンターでの出力等を行い，組織構築に関する準備を行った．
3Dバイオプリンターを用いて，人工骨組織を構築することを目標に，今年度は人工骨組織の骨格となる足場の設計を実施した．現行の3Dバイオプリンターでは，作製できる足場材の高さとしては5mm程度が限界であり，足場材の作製条件の再設計やインクの設計などを現在実施している．作製した足場材に対して細胞培養実験を実施したところ，足場材に対する細胞為害性は確認されず，次年度以降の人工骨組織作製用の足場材として使用可能であることを確認した．また，事前実験として実施していたアルギン酸ゲルによる3D構造体の作製に関して，アルギン酸ゲル濃度をビーズ部とゲル部で変化させることによって力学特性や細胞増殖能等が変化することを確認したので，これらの知見を踏襲した上で，次年度の人工骨組織構築を実施していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度報告した通り，装置の初期不良による実験開始時期の遅れによって全体の計画が少し遅れている．しかし，最終年度では予備期間を設けているため，その期間を遅れている期間に充てることで最終的な遅れは回避できるものと想定している．今後も不足の事態に備えて十分に計画を立てつつ，実験・研究活動を推進していく．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに得られた知見および習得した技術を用いて3Dバイオプリンターを用いた人工組織作製に速やかに着手する．その際，細胞の分布状態を変化させるために播種方法を工夫して実験を実施する．評価方法としては，研究計画記載の通り，構築組織について力学特性（強度，弾性率等）や材料特性（細胞の増殖・分化能，組織染色画像による評価等），構造（マクロ構造，ミクロ構造，破壊時の構造等）を比較検討し，研究の総括を実施する．
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