生体と融合する神経インタフェースに関する研究

与生物体整合的神经接口研究

• 批准号: 14658294
• 负责人: 安田 隆
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658294/
• 关键词: 神経インタフェース; マイクロ流体デバイス; 神経軸索誘導; 神経成長因子; コラーゲン; 細胞接着; ナノホール; マイクロバルブ; 表面張力

前年度までに製作したマイクロ流体デバイス上に、神経細胞様に分化するPC12細胞(ラット副腎髄質褐色細胞種)を培養した。そして、微小孔より濃度100ng/mlの神経成長因子を放出し、その際の細胞の変形や軸索伸長の様子を観察した。神経成長因子を放出してから2時間後、細胞は球状のまま基板に接着していたが、4時間後には扁平・肥大化を始め突起を形成し始めた。さらに、6時間後には微小孔に向かって軸索を伸長させる様子が確認できた。また、細胞体自体も微小孔の方向にわずかに移動する様子が確認された。これらの結果より、製作したマイクロ流体デバイスにより、神経インタフェースの構築に必要な神経軸索の誘導が可能であることを示すことができた。神経インタフェースを構築するには神経細胞をマイクロ流体デバイスの所望の場所に固定化する技術が必要であるため、細胞と強い接着性を有するコラーゲンをデバイス上にパターニングし、その膜上での細胞接着性を評価した。コラーゲン・パターニングの方法として、シリコン樹脂製スタンプを用いる方法、マイクロ流路中にコラーゲンを流し込む方法、レジスト材料を用いたコラーゲンのリフトオフによる方法の3種類を試し、比較検討した。その結果、リフトオフを用いることにより簡便にコラーゲンをきれいにパターニングすることが可能であり、さらに細胞非接着面として細胞接着性の極めて悪いチオール系の自己組織化単分子膜を用いることにより、よりコントラストの高い細胞のパターニングが可能であることが分かった。

In the past year, PC12 cells (pararenal brown cells) were cultured in vitro. The release of growth factor from micropores at a concentration of 100ng/ml, and the change in cell shape and axial elongation were observed. After 2 hours of release of growth factor, the cells begin to form spherical basal plates, and after 4 hours, they begin to form flat and hypertrophic protrusions. After 6 hours, the micro-hole is extended to the axis and the sub-hole is confirmed. The direction of the micropores in the cell body was confirmed. The results of this study are as follows: 1. Immobilization techniques are necessary for the construction of neurocytes and for the evaluation of cell adhesion. 3 kinds of methods for making resin, such as the method of making resin, the method of making resin The results of this study are as follows: 1) The cell surface is non-adhesive, 2) The cell surface is adhesive, 3) The cell surface is self-organizing, 4) The cell surface is non-adhesive, and 4) The cell surface is adhesive.

项目成果

東朋幸: "神経軸索の成長制御のためのマイクロバルブの開発"平成15年電気学会全国大会講演論文集. Vol.3. 168 (2003)

Tomoyuki Azuma：“控制神经轴突生长的微阀的开发”日本电气工程师协会 2003 年全国会议论文集，第 3 卷 168（2003 年）。

マイクロ流路内で単一神経細胞の電気信号を計測するデバイスの開発

开发测量微通道中单个神经元电信号的装置

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会講演論文集
• 作者: 中島雄太;石塚勝敏;Yuta Nakashima;中島雄太;熊本將元
• 通讯作者: 熊本將元

Takashi Yasuda: "Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Growth Control"Technical digest of the 12th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems. Vol. 2. 1259-1262 (2003)

Takashi Yasuda：“用于轴突生长控制的微流体装置的制造”第十二届固态传感器、执行器和微系统国际会议技术摘要。

安田隆: "神経成長因子放出のためのマイクロ流体デバイスの構築"第42回日本エム・イー学会大会論文集. 274 (2003)

Takashi Yasuda：“用于神经生长因子释放的微流体装置的构建”日本 MEE 学会第 42 届年会记录 274 (2003)。

Fabrication of a Microfluidic Device for Axonal Guidance

用于轴突引导的微流体装置的制造

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics 17(2)
• 作者: Yuta;Nakashima;Yuta Nakashima;Yuta Nakashima;Yuta Nakashima
• 通讯作者: Yuta Nakashima