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Fablication of three-dimensional tube structure with multilayer by applying active cell control using microbubbles and acoustic radiation force

通过微泡和声辐射力的主动单元控制制造多层三维管结构

基本信息

批准号：
20H04547
负责人：
桝田晃司
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2021年度までは、微小気泡に包含された凝集体に含まれる細胞が、音響放射力によって流路内壁に捕捉され、さらに音波のパラメータによって捕捉される細胞分布を調整できることを確認した。2022年度はその技術を応用し、流路内の血管内皮細胞を捕捉したその状態で（in situ）培養し、人工血管を作製するための超音波捕捉条件、および細胞の培養条件について検討した。本研究ではウシ由来の頚動脈正常血管内皮細胞を用いた。実験では細胞に特異的に接着するcRGD抗体を修飾した微小気泡を導入し、先行研究と同様に細胞表面に結合させ、凝集体を形成した。幅2 mm、深さ1 mmの流路の内壁にcollagen filmの基底膜を塗布し、脱気水で満たされた水槽中の水面に設置した。128素子の2次元アレイトランスデューサを水槽底部に固定し、流路内に超音波の焦点を形成して、流路壁面に凝集体を捕捉した。60秒間音波を照射し、捕捉した後に流れを止め、細胞の捕捉面積を算出した。その後捕捉された細胞を培養し、培養後の細胞総面積を算出した。照射超音波は、中心周波数3 MHz、最大音圧400 kPa-pp、Duty比60 %のバースト波である。様々な音場分布について検討した結果、単焦点では捕捉可能な細胞数を局所的に高められる一方、培養開始後24時間後から72時間後に有意のある増殖は見られなかった。一方、時空間分割照射によって焦点数を変化させたところ、3焦点にした場合、72時間までの培養時間経過において有意のある増殖傾向が確認された。一連の結果より、超音波により捕捉した細胞数だけでなく、細胞の分布が広範囲でかつ低密度である方が、培養に適していることが確認された。

In the year 2021, the micro-bubble contains the cell, the sound radiation, the inner wall of the flow, the sound wave, the cell distribution, the cell distribution, the sound wave, the sound wave, the cell distribution, the sound wave, the cell distribution, the cell distribution. In the year 2022, the vascular endothelial cells in the flow path were used to capture the vascular endothelial cells (in situ), the artificial blood vessels were used to capture the ultrasound conditions, and the vascular endothelial cells were cultured. The purpose of this study is to induce the use of normal vascular endothelial cells. The cRGD antibody was used to modify the microbubbles, and the surface binding of the cells was studied first, and the agglutination was formed. The width is 2 mm, the depth is 1 mm, the inner wall of the flow path is collagen film, the basement film is covered, and the water surface is set in the sink. 128 elements: the second dimension is fixed at the bottom of the flume, the ultrasonic focus is formed in the flow path, and the condensation collective is captured on the wall of the flow path. 60 seconds "sound wave" irradiation, capture "back" flow "stop", "cell" capture surface "calculate". After that, capture the cells, cultivate the cells, and actively calculate the cells after cultivation. The ultrasonic wave was irradiated, the central cycle number was 3 MHz, the maximum sound was 400 kPa-pp, and the Duty ratio was 60%. The sound field distribution is based on the results of the experiment, the focus is on the side where the number of cells may be located, and it is intended to colonize after 24: 00 and 72: 00 after the start of the training. On one side, the number of focal points of radiation exposure in time and space changes the number of focal points, the combination of 3 focal points, and the intention of colonization to confirm the target in 72-hour training time. The results show that the ultrasonic wave captures the number of cells, the distribution of cells, the low density of cells, the number of cells, and the number of cells.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Validation of damage on vascular endothelial cells under ultrasound exposure according to adhered situation of bubbles

根据气泡附着情况验证超声照射下血管内皮细胞的损伤

DOI：
10.35848/1347-4065/ac4d61
发表时间：
2022
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
Ito Yoshiki;Saito Tatsuya;Watanabe Shunya;Kajita Naoya;Miyamoto Yoshitaka;Suzuki Ryo;Maruyama Kazuo;Omata Daiki;Masuda Kohji
通讯作者：
Masuda Kohji

Study of culture conditions of vascular endothelial cells retained to vascular wall surface with microbubbles by acoustic radiation force

声辐射力微泡保留血管壁表面血管内皮细胞培养条件的研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shunya Watanabe;Kota Konishi;Yoshiki Ito;Yoshitaka Miyamoto;Daiki Omata;Ryo Suzuki;Kohji Masuda
通讯作者：
Kohji Masuda

微小気泡濃度と細胞への付着状況を考慮した超音波照射下での血管内皮細胞への影響

考虑微泡浓度和细胞粘附的超声照射对血管内皮细胞的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Anada R;Hara ES;Nagaoka N;Okada M;Kamioka H;Matsumoto T;沖原正明，河村暁文，宮田隆志;伊藤芳樹，齊藤達也，梶田直哉，宮本義孝，小俣大樹，丸山一雄，鈴木亮，桝田晃司
通讯作者：
伊藤芳樹，齊藤達也，梶田直哉，宮本義孝，小俣大樹，丸山一雄，鈴木亮，桝田晃司

Comparison of damage in vascular endothelial cells surrounded by microbubbles under ultrasound irradiation according to presence condition of the cells

根据细胞存在状态比较超声照射下微泡包围的血管内皮细胞的损伤情况

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshiki Ito;Shunya Watanabe;Narumi Ogawa;Ayako Noguchi;Yoshitaka Miyamoto;Daiki Omata;Ryo Suzuki;Kohji Masuda
通讯作者：
Kohji Masuda

Experimental study of ultrasound retention of bubble-surrounded cells under various conditions of acoustic field and flow velocity