2022 Fiscal Year Annual Research Report
in vitro Muscle-Nerve Interface for Precise Control of Skeletal Muscle Actuators
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21K18704
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
福田 敏男 名古屋大学, 未来社会創造機構, 客員教授 (70156785)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 大 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20713374)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋組織 / アクチュエータ / 機能的電気刺激 / 神経-筋結合部 / 駆動制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで研究代表者らが行ってきたマイクロ・ナノメカトロニクス技術による生体外での細胞組織構築技術を用いて、生体外にて骨格筋と神経細胞との接合部を複数箇所作製し、神経-筋接合システムを創製することで、生体と同様の筋収縮制御システムを生体外にて構築し、アクチュエータとしての応用を目指す。生体内で行われている運動単位毎の神経刺激、筋収縮を生体外にて作製した培養筋に対して行い、その駆動を制御可能にすることで、生体と同等の筋力、持続力を有する骨格筋アクチュエータを生体外にて実現する基盤を構築すると共に、微細加工技術を用いた神経-筋接合部の生体外での構築方法について新たな知見を得ることを目指している。
今年度は、主に筋組織アクチュエータの駆動量制御に着目し研究を行ってきた。特に、培養筋組織への印加電場と駆動量との関係について概ね線形比例の関係があることが明らかとなった。この結果は培養筋組織の駆動量制御における重要な知見の一つである。また、培養筋組織を直列に接続することで、全体の駆動量を大きくできることを実験的に示し、培養筋組織のアクチュエータとしての応用性を広げる成果を得た。
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