Morphogenesis-based Manufacturing: Construction of optimal structures based on mechanical response of cells

基于形态发生的制造:基于细胞机械响应构建最佳结构

基本信息

  • 批准号:
    21H04533
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.71万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-05 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

A.組織に作用する力の分布を細胞レベルで明らかにする手法の開発:昨年度確立したゲノムレベルでFRET型張力センサを発現するひずみゲージ細胞を組織に注入し,ひずみゲージとしする方法を検討した.マウスの胸大動脈組織に細胞を注入して細胞配向の変化を調べた.細胞は細胞注入後数日で一旦,既存細胞と同じ円周方向を向いたが,培養7日目では円周方向と半径方向に2極化した.ラット胸大動脈壁を用いた昨年の実験とは,一旦,既存細胞と同じ向きに配向する点は同じであったが,培養7日目にランダムな方向に戻る点が違っていた.種の違いの影響があるのかも知れない.B1.幼若骨組織への力学負荷による力学的最適構造の自発的創成:ピクロシリウスレッド染色組織を偏光顕微鏡観察してコラーゲンのTypeIとTypeIIIを区別した.引張によりTypeIコラーゲンの減少が抑制,TypeIIIの増加が抑制されることが判った.また,引張の影響はMode1石灰化領域よりも,Mode2石灰化領域のほうで大きいことが判った.また,TypeIIIに比べTypeIコラーゲンの割合が高いところの方が石灰化領域の増加が大きいことが判った.コラーゲンTypeIと石灰化に深い関係があることが示唆された.B2.骨単位構造形成原因の探索:機械加工で作成した円錐状の型を利用して円錐内面を作製した.この面では細胞は円周方向に優位に動いたが,加工痕に沿って動いた可能性が否定できない.今後,加工痕の無い面を作る方向を開発し調べる必要がある.C.珪藻の被殻形態形成に及ぼす力学刺激の影響の検討:PDMOを利用した形態形成過程の観察,形成された被殻のSEM観察などを通じて,被殻形成過程を詳細に調べた.その結果,Aulacoseiraの被殻は厚く硬そうな内側の被殻と薄く柔らかそうな外側の被殻の2層からなり,両者が滑り合う形で伸長することが判った.
A. The development of methods for the distribution of forces acting on tissues and cells: establishment of methods for the development of FRET type tensions in tissues and cells. Cell alignment is regulated by the injection of cells into the thoracic aorta. A few days after cell injection, the existing cells were cultured in the same circumferential direction and in the same radial direction. The thoracic artery wall was used for the first time in the past year. Once the existing cells were aligned in the same direction, they were cultured for 7 days. B1. The mechanical loading of young bone tissue and the creation of optimal mechanical structure of young bone tissue: polarized light microscopy of stained tissue. The decrease of Type I is suppressed, and the increase of Type III is suppressed. Mode1 Calcareous Field, Mode2 Calcareous Field. Type III is higher than Type I in the division of lime field and higher in the division of lime field. B2. Exploration of the reasons for the formation of bone structure: machining to make a conical shape and utilizing the inner surface of the cone. The surface of the cell is opposite to the circumferential direction of the preferred position of the movement, processing marks along the movement of the possibility of the negative. In the future, it is necessary to open and adjust the direction of machining marks. C. The formation of coating morphology and the influence of mechanical stimulation are discussed. PDMO is used to observe the formation process of coating morphology. SEM observation is used to analyze the formation process of coating in detail. As a result, the coating of Aulacoseira is thick and hard. The coating inside is thin and soft. The coating outside is 2 layers. The coating inside is smooth and smooth.

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Microscopic Estimation of Mechanical Environment in Soft Biological Tissues to Elucidate Biological Response Driven by Force and Deformation
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Matsumoto T
  • 通讯作者:
    Matsumoto T
Changes in the intra- and extra-mechanical environment of the nucleus in Saos-2 osteoblastic cells during bone differentiation process: Nuclear shrinkage and stiffening in cell differentiation
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バイオメカニクス研究室
生物力学实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Stiffness estimation of transversely anisotropic materials using a novel indentation tester with a rectangular hole
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    1994
  • 资助金额:
    $ 27.71万
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