【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.24】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23HK0066
利用課題名 / Title
折畳み可能なマイクロプレートを用いた細胞の立体的な形状変化における細胞の機能測定と再生医療への応用
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,膜加工・エッチング/ Film processing/etching,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,細胞培養デバイス/ Cell Culture Device
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
繁富 香織
所属名 / Affiliation
北海道大学大学院 教育推進機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
中畑和美
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-504：光リソグラフィ装置MA-6
HK-621：反応性イオンエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、細胞の形状変化が細胞機能の変化や細胞分化に影響があることがわかってきている。しかしながら、細胞を生体に近い状態である立体的に培養するのは困難であり、細胞の立体的な形状変化と細胞の機能変化、分化に関して調べることはできなかった。そこで、本事業では、MEMS技術により細胞が培養可能な磁気入りのマイクロプレートを作製し、細胞を正確に折畳み・展開することで連続的に細胞の形状を変化させる方法を確立し、細胞の立体的な形状変化と細胞の機能変化・細胞分化の関係について解明を目指した。本事業の結果は、再生医療分野において幹細胞を用いて効率的に細胞を分化させ3次元的な組織を構築する次世代の技術応用が可能である。
実験 / Experimental
磁気入りマイクロプレートの作製法として、 (i)ガラス基板上に細胞の吸着を防ぐことができるMPCポリマーとプレートが後から基板からとれやすくするためのアルギン酸をコートし、生体適応材料であるパリレンを蒸着する。(ii) SU8をパターンし、その上にパーマロイをスパッタした後、 SU8上にパターンをする。iii) パリレンを蒸着する。(iv) アルミを蒸着後パターンし、アルミをマスクとして用いてパリレンをO2プラズマで削る。次に、再度、MPC ポリマーをコートし（v）アルミをとり磁気入りマイクロプレートを作製する。
結果と考察 / Results and Discussion
マイクロプレート基板上に繊維芽細胞を培養し、固定した後に染色し観察した。細胞の骨格構造をに観察することができた。今後は、本事業で作製したマイクロプレートに細胞を培養し、細胞の折畳み・展開状態で細胞の骨格構造と機能の関係を観察する予定である。さらに、これらの技術の応用として、不妊治療をサポートするデバイス作製の研究開発を進める予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Toshihisa Osaki, Controlled Self‐Assembly of Vesicles by Electrospray Deposition, Small Structures, 5, (2024).
DOI: 10.1002/sstr.202300543
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Kaori Kuribayashi-Shigetomi, "Medical Applications of Cell Origami and Formations of Tumors using Cancer-on-a-Chip", MNC2023, 令和5年11月15日
- 繁富(栗林) 香織, "折紙工学技術の医療応用とCancer-on-a-Chipデバイスによるがん組織の形成と創薬応用に向けて", 愛媛保険医協会講演会, 令和5年11月23日
- 繁富(栗林) 香織, "マイクロ・ナノパターン基板による腫瘍のcell-in-cell立体構造の構築", 第13回ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム, 令和6年2月16日
- 繁富(栗林) 香織, "マイクロ・ナノパターン基板によるがん細胞立体構造の構築", 第2回先進的生体工学研究調査専門委員会, 令和6年3月4日
- 繁富(栗林) 香織, "マイクロ・ナノ加工技術を用いた3D組織構築と創薬開発に向けて", 日本薬学会第144年会, 令和6年3月29日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件