三次元人工血管モデル作製のための積層型三次元露光装置開発に関する研究

用于创建3D人造血管模型的堆叠式3D曝光装置的开发研究

• 批准号: 09J04059
• 负责人: 中野 琢磨
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Nagoya University (2010)Tohoku University (2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J04059/
• 关键词: フォトリソグラフィー; 三次元露光; 微細加工; 人工血管モデル; 血管シミュレータ; 二光子光吸収

本研究の目的は,微細加工技術のフォトリソグラフィーを用いて円形断面を有しかつ内径の滑らかな変化を有する内径10-500μmの細動脈・毛細血管モデルを作製し,血管シミュレータ・再生医療への応用を果たすことである.これまでに私が作製してきたブロック型毛細血管モデルは,大学医学部におけるIn vitro実験や,民間企業における医療機器開発の評価デバイスに用いられたりしている.また,ワックスプリンター製血管モデルとしてのマクロ流路とフォトリソグラフィー製ネットワーク血管モデルとしてのマイクロ流路をシームレス接続した,循環型血管シミュレータに関する研究はAmerican Institute of physicsのBiomicrofluidicsに掲載された.積層型三次元露光装置の開発においては,高精細な加工精度を有する様々な微細加工法を比較検討し,システムとして一番安定している二光子光吸収法(分解能:100nm)を採用した.本システムは,二光子光吸収を発生させるフェムト秒レーザと,レーザ光をスキャニングする光学系・ステージ制御機構により構成されている.従来研究では,光造形やフォトニック結晶の作製例があるがサブマイクロオーダーの血管モデルを作製した例はなく,非常にインパクトのある研究である.また,マスクアライナとフェムト秒レーザを併用してパターニングする方法(Femto Mask hybrid Exposure : FMEx)を提案し,循環型三次元毛細血管シミュレータを作製することに成功した.

The purpose of this study is to control the micro-machining technology of fine arteries and capillaries with diameters of 10-500μm, and to achieve the application of micro-machining technology in regenerative medicine. The development of medical devices In private enterprises and in private enterprises has been evaluated by the university medical department. The study of vascular circulation was published in the American Institute of Physics Biomicrofluidics. The development of multilayer three-dimensional light exposure device is discussed in comparison with the micromachining method with high precision, and the two-photon absorption method (resolution energy:100nm) is adopted. The present invention relates to an optical system and a control mechanism for two-photon absorption. In recent years, the study of optical structure and crystallization has been carried out. A new method (Femto Mask hybrid Exposure : FMEx) was proposed to successfully control circulating three-dimensional capillaries.

项目成果

ネットワーク型細動脈モデルの製作

网络小动脉模型的制作

• 发表时间: 2009
• 期刊: 化学とマイクロ・ナノシステム研究会誌 Vol.8, No.1
• 作者: 中野琢磨;吉田圭佑;池田誠一;大浦裕就;福田敏男;松田武久;根来真;新井史人
• 通讯作者: 新井史人

Circulation Type Blood Vessel Models Simulating Arteriole Network

模拟小动脉网络的循环型血管模型

• 发表时间: 2009
• 作者: 中野琢磨;沢田悠;池田誠一;大浦裕就;福田敏男;松田武久;根来真;新井史人
• 通讯作者: 新井史人

Multi-scale Transparent Arteriole and Capillary Vessel Models for Circulation Type Blood Vessel Simulator

循环型血管模拟器多尺度透明小动脉和毛细血管模型

• 发表时间: 2009
• 作者: Takuma Nakano;Keisuke Yoshida;Seiichi Ikeda;Hiroyuki Oura;Toshio Fukuda;Takehisa Matsuda;Makoto Negoro;Fumihito Arai
• 通讯作者: Fumihito Arai

細動脈綱を模擬した循環型血管モデルの作製

模拟小动脉的循环血管模型的创建

• 发表时间: 2009
• 作者: 中野琢磨;沢田悠;池田誠一;他
• 通讯作者: 他