Research and development of bio-interfacial materials capable of interaction by light and electricity

光、电相互作用生物界面材料的研发

• 批准号: 22H00588
• 负责人: 関谷 毅
• 金额: $ 27.37万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00588/
• 关键词: バイオエレクトロニクス; フレキシブルエレクトロニクス; 生体適合性材料

本研究開発では、関谷らの研究グループが世界に先駆けて実現してきた「生体適合性有機材料」と「ナノ導電材料」の融合から成る柔軟電子/光材料技術を用いて“生体密着・生体融合可能で、長期間にわたり光と電気により生体組織へ相互作用が可能な生体界面材料「Interactive oadhesive」”を実現する取り組みである。本材料の特徴は、生体組織上にて長期間安定的に密着性を保ちつつ、光や電気による神経刺激機能と微弱生体計測機能を有し、最後は体内に吸収される新規の生体界面材料を実現する。このような生体界面技術を実現することで、生体拒絶反応を抑え、長期間にわたり生体内に留置できる光・電子デバイスの応用が可能になるとともに、新しい生体埋め込み型医療機器や生体計測機器の開発に貢献する。生体組織特有の体液や個体差の影響を受けることのない生体界面材料を、ナノ材料学的、構造学的、生体組織学的視点から包括的に取り組む研究はその難しさから、これまで皆無であったが、ここでは生体適合性デバイスを長年研究して、複数の医療機器を実現してきた関谷らの実績をフルに活用する。初年度の目標は、目指す生体界面材料の基本要素技術と定めた「Bio-Interactive層」、「Bio-Adhesive層」をそれぞれ開発し、これを融合することであったが、その取り組みを着実に進めることができた。実際に、電気的および光学的特性評価の結果、目標として定めた数値と比較しても、同等以上の高い導電性と高い光透過性を得るとともに、第三者機関による生体適合性試験を実施することができた。さらに、それを融合させたネットワーク薄膜構造の形成の取り組みにも着手することができた。一連の成果は、複数の学術論文誌に掲載されるとともに、世界最高峰の学術論文誌ScienceやAdvanced Materialsにも掲載される予定である。

This research development is based on the world-leading realization of the integration of "biocompatible organic materials" and "nano conductive materials" to apply soft electronic/optical material technology to realize the combination of "biological adhesion·biological fusion is possible, and long-term interaction between light and electricity between biological tissues is possible" biological interface material "Interactive oadhesive". The characteristics of this material include long-term stable adhesion to biological tissues, optical and electrical stimulation, weak biological measurement, and finally in vivo absorption. This biological interface technology is now available, and organisms refuse to react to it, and for a long time remain in the body, and the use of optical and electronic devices is possible, and new bio-embedded medical devices and biological measurement devices contribute to the development of bio-measuring devices. Biological interface materials, materials, structural and histological perspectives are all subject to the influence of body fluids and body differences unique to biological tissues. In the beginning, the goal was to determine the basic elements of bio-interface materials, such as "Bio-Interactive Layer" and "Bio-Adhesive Layer". The results of the evaluation of electrical and optical properties, the purpose of which is to compare the values of electrical conductivity and optical transmittance with those of electrical conductivity and optical transmittance, and the application of biological suitability tests for third-party organs. In addition, the formation of thin film structures is also discussed. A series of achievements are published in several academic papers, and the world's highest academic papers are published in Science and Advanced Materials.

项目成果

Stretchable Printed Circuit Board for Wireless Light-Sensing System

用于无线光传感系统的可拉伸印刷电路板

• 发表时间: 2022
• 作者: Teppei Araki;Kou Li;Naoko Kurihira;Yuko Kasai;Daichi Suzuki;Satsuki Yasui;Yukio Kawano;and Tsuyoshi Sekitani
• 通讯作者: and Tsuyoshi Sekitani

DX時代の脳波AI解析ツール

DX时代的Brainwave AI分析工具

• 发表时间: 2022
• 作者: Karen Hamada;Jun Nakanishi;山吉麻子;坂口英伸;髙橋健二;関谷 毅
• 通讯作者: 関谷 毅

Ultra-Thin Organic Integrated Circuits Enabling Bio-Signal Monitoring

超薄有机集成电路实现生物信号监测

• 发表时间: 2022
• 作者: Sugimoto Yuri;Suga Tadaharu;Umino Mizuki;Yamayoshi Asako;Mukai Hidefumi;Kawakami Shigeru;Tsuyoshi Sekitani
• 通讯作者: Tsuyoshi Sekitani

Environmentally Friendly Flexible-Sensor System with Organic Thin-Film Transistors

采用有机薄膜晶体管的环保型柔性传感器系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Mihoko AKIYAMA;Takafumi UEMURA;Teppei ARAKI;Shusuke YOSHIMOTO;Naoko NAMBA;Yuko KASAI;Toshikazu NEZU;and Tsuyoshi SEKITANI
• 通讯作者: and Tsuyoshi SEKITANI

伸縮自在なエレクトロニクスで創る「脳波AI解析ツール」

用柔性电子创造的“脑电波AI分析工具”

• 发表时间: 2022
• 作者: 講演者：林辰達;コメンテーター：髙橋健二;Asako Yamayoshi;関谷 毅
• 通讯作者: 関谷 毅