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マイクロ穿刺デバイスによる3次元細胞注入システムの実現

使用微穿刺装置实现三维细胞注射系统

基本信息

批准号：
15650086
负责人：
増澤徹
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650086/
关键词：
再生医療インピーダンス計測マイクロマシン MEMS 穿刺深さ計測

项目摘要

3次元細胞注入システムで使用する穿刺深さ計測方法として,インピーダンス値をもとに穿刺深さを計測する3種類の方法,針・板電極法,二針電極法,MEMS電極法を考案した.針・板電極法は穿刺針とステンレス板対極電極を用いる方法,二針電極法は2本の穿刺針を用いる方法,MEMS電極法はMEMS技術を用いて複数の電極を1本の針上に形成した穿刺針を用いる方法である.MEMS電極は市販の注射針(27G,直径0.04mm,長さ15mm)の円筒面上に,絶縁層となるネガ型の感光性ポリイミドをフォトリソグラフィによって形成し,さらに,2層目の電極となる白金薄膜をリフトオフ法によってパターニングした.濃度6.5%のゼラチン試料を用いて,評価実験を行ったところ,全ての穿刺深さ計測法で5%以内の誤差で穿刺深さが数10μmの単位で計測可能であることを確認した.加えて.位置決め精度10μm,分解能1μmのマイクロ穿刺針駆動系および細胞注入精度0.125μlの細胞注入システムも開発した.以上の研究により,スキャッフォルドなどの目標生体組織に対してマイクロメートルオーダーの穿刺深さ精度で針を挿入し,遺伝子キャリア細胞を高精度で注入するシステムが開発できた.一方,組織内細胞インジェクションについて,脱細胞化生体組織を用いて検討を行った.組織外部から細胞を播種した場合、組織内に空隙が多数存在する場合でも内部への細胞の浸潤はおこらなかった.そこで注射器を用いて手動で注入したところ、組織内部に生着した.このことから、厚みのある組織(大血管、心筋など)に細胞を植え込む場合には注入法が有効であることが分かった.さらに,注入する針の表面を生体適合化する技術として,ハイドロキシアパタイトナノ粒子の固定化について検討を行い,様々なナノ粒子と固定化法についての有用なデータを得た.

The three-dimensional cell injection method uses the puncture depth measurement method, and the puncture depth measurement method is used. There are 3 types of methods, needle and plate electrode method, two-needle electrode method, MEMS electrode method, test case. Needle and plate electrode method, puncture needle method The レス plate electrode electrode uses the いる method, the two-needle electrode method uses the 2 puncture needles and uses the いる method, and the MEMS electrode method uses MEMS technology. The puncture needle is formed on a single needle using a plurality of electrodes. The MEMS electrode is a commercially available injection needle (27G). , diameter 0.04mm, length さ15mm) on the cylinder surface, the insulated layer is a photosensitive ポリイミドをフォトリソグラフィによって forming し, さらに, 2-layer mesh electrode となる platinum film をリフトオフ method によってパターニングした.Concentration 6.5% のゼラチン sample is used, the evaluation method is used, and the total puncture depth measurement method is within 5%. The difference in puncture depth is 10μm, the single position measurement is possible, and the confirmation is possible. The positioning accuracy is 10μm, and the resolution can be 1μm のマイクロ puncture needle, movable system, および, cell injection accuracy, 0.125μl, システムも开発した. Above のThe needle that studies the target tissue of the target body tissue, the needle that penetrates the target tissue deeply and accurately.をInsertion, high-precision injection of cells into the tissueョンについて, the use of decellularized biological tissue, the use of いて検検椒行った. The situation where cells are seeded outside the tissue, and the gaps inside the tissue. In most cases, the infiltration of cells inside the body can be done manually using a syringe. , the cells growing inside the tissue, the thick tissue (large blood vessels, heart muscles) and the cells that are implanted in the occasion can be injected法が Effective であることが分かった.さらに, するneedle のsurface をBiological adaptation するTechnology として, ハイドロキシアThe immobilization method of パタイトナノ particles is useful and the immobilization method of 様々なナノ particles is useful.