【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】15K06492 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DLC / ポリマー / 薬剤徐放 / ナノファイバー / 細胞 / 組織工学 / カバードステント / 細胞増殖因子 / ナノファイバ― / ダイヤモンドライクカーボン / リン脂質ポリマー / 新機能材料

【研究成果の概要】

ステントグラフトは，致死的な結果を招く大動脈瘤に対し瘤内への血液を遮断する役割を果たす，血管内治療には重要な医療器具である．本研究では，この医療器具の課題であるエンドリーク（動脈瘤内への血液の再流入）を抑止する方法として，プラズマ技術により表面形状制御」および薬剤徐放制御を融合し，細胞の接着・増殖を制御できる新規材料の開発を目指した．本研究により，ポリマーナノファイバー表面におけるプラズマ処理により、ナノファイバー表面の形状制御および薬剤徐放制御を実現した．またbFGFを含浸させたポリマーナノファイバー不織布上にa-C:H膜をパターニングすることで血管内皮細胞が増殖することを明らかにした．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】知能機械学・機械システム

【研究領域課題番号】24686031 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロ流体 / 細胞 / 組織工学 / ハイドロゲル / マイクロファイバ / MEMS / ３次元組織 / マイクロファイバー / 3次元組織 / 移植医療

【研究成果の概要】

本研究の目的は，センチメートルスケールの複雑な３次元組織を構築するためのビルディングユニットである「細胞ファイバー」を開発し，組織構築のための方法論を確立することである．細胞ファイバーは，二重同軸マイクロ流体デバイスにより連続的に形成するこに成功した．その際，コア部に細胞と一緒に封入するECMの選択が，細胞ファイバ形成に重要であることを見いだした．形成した細胞ファイバを用い，培養液の中で機械織りして３次元構造を構築すること，また束ねることでバンドル様の構造を構築することに成功した．構築した３次元組織は細胞の活性を維持しており，移植医療に適用することが可能であることをマウスへの移植で確認した．

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】22500424 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞 / 組織工学 / ES細胞 / 心筋細胞分化誘導 / 足場素材 / 心筋再生組織構築 / 力学特性 / 積層灌流培養 / バイオリアクタ / 分化誘導 / 細胞外基質 / 組織構築 / 心筋再生組織 / 灌流bioreactor

【研究成果の概要】

本研究は、ES/iPS 細胞の心筋症治療の早期実現における二つの重要な課題:心筋細胞への効率的分化誘導と体外での再生組織の構築、を取り組んで、幹細胞工学、タンパク質工学及び細胞組織工学の融合により、新たな細胞分化培養基質支持層を開発し、この支持層上にマウスES 細胞の分化促進と心筋組織単層の作成を行い、多数単層の積層によって心筋再生組織を構築した。上記の実験研究により、ES 細胞の心筋細胞への分化誘導、培養基質の力学特性およびそのES 細胞の分化に及ぼす影響、並びに体外心筋再生組織構築における新知見を得、課題の更なる進展に関する重要な方法を示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】生物機能・バイオプロセス

【研究領域課題番号】22246101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

医用化学工学 / マルチスケール血管網配備 / 膵島 / 肝 / 三次元造形 / 人工赤血球 / 肝組織 / 流路ネットワーク / 組織ユニット / 移植 / 再生医療 / 組織工学 / 細胞 / 生物・生体プロセス / 再生医学 / 組織 / 移植・再生医療 / 細胞・組織 / 生物・生体工学

【研究成果の概要】

移植用の膵島や肝組織の人工的構築の方法論確立を目標として，細胞の三次元化とマルチスケール物質交換性の確保の視点から，細胞組織体を高密度にランダム充填する小チャンバーと，それらに培養液・血液を均一に分配するマクロ流路構造を持つ担体構造を提案，レーザー焼結積層造形法によって担体を作成した．細胞組織体として肝細胞凝集体を固定化した灌流培養では，長期に安定した高機能を得た．さらに組織構築用に細胞への毒性が少ないヘモグロビンを利用する人工赤血球の開発に成功した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】46,930千円 (直接経費: 36,100千円、間接経費: 10,830千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】19300176 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞 / 組織工学 / 接着性ペプチド / 人工細胞外マトリックス / 細胞表層改質 / 光固定化 / 細胞凝集体 / 細胞接着性ペプチド / ポリマーナノツール / 伸展性 / 増殖性 / 細胞間接着 / 細胞組織の再構築

【研究成果の概要】

細胞表層にポリマーからなるシールド層を形成させ、さらに外側に種々のバイオアフィニティを提示させることにより多様な細胞からなる組織体を形成させた。次に組織再生を視野に入れた細胞の構造化に向けた表層改質条件の検討を行った。また、このアフィニティを利用して基板上に細胞を2次元あるいは3次元状に配列し、セルチップなどの技術への展開をはかるための基盤技術の確立を行った。また、リガンド・レセプター間結合を高め、細胞表層改質のために、リガンド固定化部位、光反応性部位、アフィニティ部位および解離性部位からなる多機能性ナノ分子(ポリマーナノツール)を作製した。これにより、細胞の移動性を光によって制御することができた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2010

【配分額】18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)