アトリソグラフィーによる細胞制御デバイスの作製と再生医工学への応用

利用心房造影技术制造细胞控制装置及其在再生医学工程中的应用

• 批准号: 17651084
• 负责人: 渡辺 敏行
• 金额: $ 2.11万
• 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 Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17651084/
• 关键词: アトリソグラフィー; 高分子ゲル; 二光子励起重合; 再生医工学; 細胞外マトリックス; ハイドロゲル; 細胞牽引力; マイクロニードルアレイ; 増殖・分化

本研究では100nmx100nmx100nm(10^<-18>l:アトリットル)の分解能を有するアトリソグラフィーを利用し、細胞の張力を測定、あるいは細胞の機能を制御するデバイスを創成し、細胞の増殖や分化のメカニズムを明らかにすることを目的として研究を行った。親水性を有し、かつ2光子吸収断面積の大きなアゾメチン系二光子励起重合開始剤を合成した。我々が開発したアゾメチン誘導体の2光子吸収断面積は従来の親水性開始剤の約5倍あることが判明した。合成した開始剤が2光子励起による高分子の微細加工に適しているかを判断するため、二光子励起用の増感剤の時間分解の蛍光スペクトルを測定することにより、どのような電子緩和状態を経て、モノマーが重合するのかを明らかにした。その結果、ドナー性の置換基を有するアゾメチン誘導体がハイドロゲルの重合に適していることを見いだした。2光子励起重合により、2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)からなるマイクロニードルアレイを合成した。マイクロニードルアレイの太さは約0.8μm、長さ7μm、間隔は5μmであった。ポストの弾性率は架橋剤の導入率により0.3kPa〜40kPaの範囲で制御できた。また、温度応答性のポリアクリルアミドを用いたマイクロニードルアレイの作製にも成功した。HEAのマイクロニードルアレイ上でSwis-3T3細胞を培養し、細胞が発生する牽引力を測定した。この時得られた牽引力はバルク平面基板上の細胞が発する牽引力の1/1000であった。ニードルの変位から細胞の牽引力の2次元in-situ計測に成功した。ニードルアレイ上の細胞は代謝や細胞分裂が活発になるのみならず、さらにマイクロニードルアレイの弾性率とニードルの間隔を制御すると、任意の方向に細胞の移動を制御できることを見いだした。

This study で は 100 nmx100nmx100nm (10 ^ < - > 18 l: ア ト リ ッ ト ル) の decomposition can have す を る ア ト リ ソ グ ラ フ ィ ー を using し, cell を の tension determination, あ る い は cell の を suppression す る デ バ イ ス を chuang cheng し や differentiation, cell の raised colonization の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る こ と を purpose Youdaoplaceholder0 て て studies を lines った. Hydrophilicity を has を, を なアゾメチ, the 2-photon absorption cross-sectional area is <s:1> large, なアゾメチ なアゾメチ, なアゾメチ is a two-photon excitation, cocoincidence, starting agent を synthesis, <s:1> た. I 々が developed the <s:1> たアゾメチ <s:1> inducer <s:1> 2-photon absorption cross-sectional area 従 従 to determine that the <s:1> hydrophilic initiator <e:1> was about five times ある <s:1> とが とが to determine that た た. Synthetic し た began to tonic が two photon excitation に よ る polymer の microfabrication に optimum し て い る か を judgment す る た め, two photon excitation star の rights are tonic の time breakdown の 蛍 light ス ペ ク ト ル を determination す る こ と に よ り, ど の よ う な electronic remission を 経 て, モ ノ マ ー が overlap す る の か を Ming ら か に し た. そ の results, ド ナ ー sex の replacement base を have す る ア ゾ メ チ ン inductor が ハ イ ド ロ ゲ ル の overlap に optimum し て い る こ と を see い だ し た. Since two photon excitation overlap に よ り, 2 - ヒ ド ロ キ シ エ チ ル ア ク リ レ ー ト (HEA) か ら な る マ イ ク ロ ニ ー ド ル ア レ イ を synthetic し た. The ロニ ロニ ド ド アレ アレ アレ さ is too さ about 0.8μm, さ7μm in length, and <s:1> 5μm in interval であった. Youdaoplaceholder0 <s:1> elastic rate <s:1> bridging agent <s:1> introduction rate によ によ ポスト 0.3kPa to 40kPa <s:1> range 囲で control で た た た. ま た, temperature 応 answer の ポ リ ア ク リ ル ア ミ ド を with い た マ イ ク ロ ニ ー ド ル ア レ イ の cropping に も successful し た. HEA の マ イ ク ロ ニ ー ド ル ア レ イ on で を cultivate し Swis - 3 t3 cell, が 発 raw す る traction を determination し た. The られた traction force is obtained when the <s:1> is <s:1> バ バ バ on the <s:1> planar substrate が the する traction force is 1/1000であった. Youdaoplaceholder0, ニ, ド, <s:1>, <s:1>, ら, <s:1>, the <s:1> traction force <e:1> of the transposed ら cells was measured in situ in 2d, に, successfully, <s:1>, た. ニ ー ド ル ア レ イ や は の cell metabolism in cells divide が live 発 に な る の み な ら ず, さ ら に マ イ ク ロ ニ ー ド ル ア レ イ の 弾 sex rate と ニ ー ド ル の interval を suppression す る と, arbitrary の way に の cell を suppression で き る こ と を see い だ し た.

项目成果

Photochemical control of network structure in gels and photo-induced changes in their viscoelastic properties

• DOI: 10.1016/j.colsurfb.2007.01.020
• 发表时间: 2007-04-15
• 期刊: COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES
• 影响因子: 5.8
• 作者: Hosono, Nobuhiko;Furukawa, Hidemitsu;Horie, Kazuyuki
• 通讯作者: Horie, Kazuyuki

Galactose-carying polymers as extracellular matrices for liver tissue engineering

携带半乳糖的聚合物作为肝组织工程的细胞外基质

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biomaterials 27(4)
• 作者: CS.Cho;SJ.Seo;IK.Park;SH.Kim;TH.Kim;T.Hoshiba;I.Harada;T.Akaike
• 通讯作者: T.Akaike

超臨界CO_2プラズマによるナノ炭素材料合成

超临界CO_2等离子体合成纳米碳材料

• 发表时间: 2006
• 期刊: NEW DIAMOND 83(10)
• 作者: 渡辺敏行;須賀陽介;曽根正人
• 通讯作者: 曽根正人

Effects of main chain of NLO polymers on second-order nonlinear optical properties

非线性光学聚合物主链对二阶非线性光学性能的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Nonlinear Opt. Quantum Opt. 34
• 作者: S.Kanai;K.Totani;T.Watanabe;T.Ogawa
• 通讯作者: T.Ogawa

Highly efficient two-photon adsorbing chromophore based on phenyleneethynylene moieties

基于苯乙炔基的高效双光子吸附发色团

• 发表时间: 2005
• 期刊: Nonlinear Opt.Quantum Opt. 34
• 作者: J.Y.Kim;S.-W.Kang;K.-S.Lee;F.Hasegawa;T.Watanabe
• 通讯作者: T.Watanabe