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複数骨格筋アクチュエータによる物体操作の実現

使用多个骨骼肌执行器实现物体操纵

基本信息

批准号：
26889016
负责人：
森本雄矢
金额：
$ 0.92万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-08-29 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26889016/
关键词：
バイオアクチュエータ骨格筋マイクロ工学組織工学

项目摘要

本研究における平成26年度の目的は、継続的に収縮運動可能な骨格筋アクチュエータを確立することである。生体外において構築された骨格筋は、臓器や動物実験の代替品としての移植医療や創薬への応用だけでなく、人工食肉や生体模倣ロボットの駆動素子として工学分野への応用が期待されている。これまでの研究で、体外での骨格筋の構築方法は確立されてきた。しかし、従来方法で作製された骨格筋アクチュエータは培養に伴って短縮や変形が生じ、継続的な収縮運動が困難であった。そこで本年度では、腱様構造を有する拮抗筋付き骨格筋アクチュエータを構築して継続的な骨格筋の収縮運動を実現を目指した。これまでの研究結果より、大きな収縮運動を継続的に達成するためには、 (a)駆動部が正確なリンク機構であること、(b)骨格筋が変形せずに直線的に収縮運動が可能であること、(c)拮抗筋構造を実現できること、の3点を満たす必要がある。本年度の研究成果として、(a)骨格筋を培養可能なリンク機構を3Dプリンタにより作製できることを示した。3Dプリンタで作製したリンク機構を有するデバイス上に1μm以上の厚みのポリマー膜と糖たんぱく質をコートすることで、デバイス上での骨格筋線維束の培養を実現した。(b)骨格筋の直線的な収縮運動を実現するために、腱様構造が効果的なことを明らかにした。骨格筋の片端部とリンク機構部を繋ぐ部分に厚さ2μmのポリマー膜を設けることで、リンク機構の回転運動に伴う回転方向の変形を吸収させ、骨格筋線維束の直線的な収縮運動に成功した。(c)拮抗筋構造の構築には、申請者提案の筋芽細胞含有ハイドロゲルシートをデバイスの表・裏の両面から積層することで実現した。本デバイスにおいて拮抗筋が収縮運動することにより、約90度の大きなリンク機構の回転運動が実現できており、バイオアクチュエータや薬物動態試験などへの応用が期待できる。

The purpose of this study is to establish the possibility of contraction movement in Heisei 26 In vitro construction, bone marrow, organ replacement, transplantation, medical creation, and application of artificial carnivorous and biological mimicry. In this study, the method of constructing bone lattice tendon in vitro was established. It is difficult to control the growth and development of bone and tendon in different ways. This year, the tendinous structure has been developed, and the contraction movement of the tendinous structure has been demonstrated. The results of this study are as follows: (a) the correct mechanism of the moving part;(b) the possibility of the linear contraction movement of the rib;(c) the necessity of the occurrence of the antagonistic rib structure. The research results of this year are as follows: (a) The possibility of bone marrow culture is discussed in detail. 3D film thickness of more than 1μm is produced by the production of thin film and thin film, and the cultivation of thin film and thin film is realized. (b)The straight line contraction motion of the tendon is realized, and the tendon structure is realized. A thin film of 2μm thick was set at the end of the rib and the mechanism, and the retraction motion of the mechanism was successfully absorbed by the shape of the retraction direction. (c)The construction of the antagonistic tendon structure, the application of the tendon bud cell contains the surface layer of the tendon, and the surface layer of the tendon. This paper introduces the mechanism of the contraction movement of the antagonistic tendons, and the mechanism of the contraction movement of the antagonistic tendons about 90 degrees.