導電性高分子を用いたバイオ・シリコン融合素子に関する研究

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半導体素子上に培養した神経細胞回路において問題となるのは、神経細胞と素子との親和性である。そこで本研究では、神経細胞と電極をつなぐインタフェースとして導電性高分子を使用し、生体との親和性を高めつつ、素子から神経細胞への信号伝達効率を下げないような、バイオ/シリコン融合素子の開発を目指す。導電性高分子は生体との親和性も高く、かつ導電性を持つことが特徴であるが、その加工方法には工夫を要する。導電性高分子の多くは、炭素-炭素共役二重結合がつながった分子構造をしているため、不融不溶であり、重合後に通常の高分子の熱加工方法などは適用できないと言う欠点を持っている。そこで本年度は、ポリビニルアルコールをマトリックスとする方法により、ポリピロールのマイクロパターン作製と、培養細胞を用いた生体適合性の評価を行なった。パターン作製には、酸化重合剤の光反応性を利用したフォトリソグラフィを用いた。その結果、マスクパターンの露光時間やピロールの重合時間を最適に設定すれば、最小線幅3μmのポリピロールパターンを作製できることが判明した。またポリピロール上に細胞を培養した結果、培養細胞は突起を伸展して成長し、4週間にわたって生存した。これらの結果より、電極アレイに適用可能な微小サイズまでポリピロールパターンを微小化できることが示された。またポリピロールは高い生体適合性を持つことが示された。