Development of a minimally invasive electronic sheet for ex vivo monitoring of artificial cardiomyocyte tissue

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K20986
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 20:Mechanical dynamics, robotics, and related fields
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: Umezu Shinjiro 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70373032)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂口 勝久 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (70468867)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 薄膜エレクトロニクス / 心筋細胞＋薄膜エレクトロニクス組織 / 細胞外電位 / 収縮力 / 低侵襲性

Outline of Final Research Achievements

Since the heart is an organ that circulates blood through the body by electrically exciting and mechanically contracting and relaxing, electrophysiological and mechanical functions in the heart are important metrics to evaluate. Although the heart undergoes dynamic deformation, the forces generated are quit small when focusing on the myocardial cells alone or on a single layer of myocardial cell tissue. We have developed an electronics sheet that is minimally invasive and allows precise monitoring of electrical and mechanical properties.

Free Research Field

知能機械

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電気生理学的機能の評価と機械的機能の評価を同時に行うことが可能な画期的な測定システムを構築した。本研究は、侵襲性が極めて低いだけでなく、長期間の培養に耐える測定システムである点が従来の類似研究と一線を画する学術的成果である。新薬開発に本技術を使用する場合、長期間培養した上で測定を行う必要がある。本技術はこのような使用が可能である。日本は超高齢社会であり、様々な新薬開発研究が行われていることから、本研究の社会的意義は大きい。