Research on iPS cell culture using silk nanofiber 3D structures fabricated by AI-controlled technology

利用人工智能控制技术制造的丝纳米纤维3D结构进行iPS细胞培养的研究

• 批准号: 20K05629
• 负责人: 山下 義裕
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05629/
• 关键词: ナノファイバー; エレクトロスピニング; シルク; ウレタン; ３次元培養; シルクナノファイバー; 細胞培養; 3次元足場; 3次元

シルクナノファイバーを使用して３次元構造体を作製し、その細胞培養性能を評価しています。シルクでは繊維径を変えることができないため、ポリプロピレン（PP）をメルトブロー法で作成し、Vero細胞を用いて細胞培養速度を検討しました。結果からは、繊維径がより細いほど細胞の増殖能が高まることが分かりました。この結果から、シルクナノファイバーにおいても繊維径が300nmであることが最も適していると推測されました。シルク単体では凍結時の強度が不足するため、シルクとウレタンを組み合わせた溶液からナノファイバーを紡糸することで、この問題を改善できることが分かりました。シルクナノファイバー単独ではガラス転移温度が存在しないため、凍結状態での取り扱いには注意が必要です。しかし、シルクナノファイバーにウレタンを組み合わせることで、低温での凍結時にナノファイバーが割れることはなくなり、細胞と一緒に凍結させた場合でも細胞の生存確率が向上しました。また、凍結解凍後の細胞の生存率も、シルクナノファイバー単独よりも向上しました。このことからシルク/ウレタン複合ナノファイバーからなる不織布の足場材を3次元構造にすること、ナノファイバーを配向させて積層することでさらなる細胞の増殖性、ならびに凍結融解後の細胞の生存率の向上の確認を引き続き行う。

使用丝绸纳米纤维制造三维结构，并评估其细胞培养性能。由于无法用丝绸直径更改纤维直径，因此使用融化方法制备聚丙烯（PP），并使用Vero细胞检查细胞培养速度。结果表明，纤维直径越小，细胞增殖能力越高。从这些结果中，据估计，300 nm的纤维直径也最适合丝纳米纤维。由于仅丝绸在冷冻过程中缺乏强度，因此我们发现，通过从结合丝绸和氨基甲酸酯的溶液中旋转纳米纤维可以改善此问题。仅丝绸纳米纤维没有玻璃过渡温度，因此在冷冻状态下处理时必须注意。然而，通过将丝纳米纤维与氨基甲酸酯相结合，在低温下冷冻时，纳米纤维将不再破裂，即使在与细胞一起冷冻时，细胞的生存概率也得到了提高。另外，仅丝绸纳米纤维改善了冷冻和解冻后的细胞活力。因此，继续确认，由丝绸/氨基甲酸酯复合纳米纤维制成的非织造脚手架材料被制成三维结构，并且纳米纤维在定向和进一步的细胞增殖中被堆叠在一起，并在冷藏后的细胞生存能力提高。

项目成果

ワクチン開発，再生医療のためのシルクナノファイバーによる Vero 細胞の培養

使用丝纳米纤维培养 Vero 细胞用于疫苗开发和再生医学

• 发表时间: 2021
• 作者: 高田慎一;岩瀬裕希;有馬寛;廣井孝介;森川利明;平井悠司;橋爪侑也
• 通讯作者: 橋爪侑也

メルトブローン PP 不織布やシルク不織布を用いた細胞培養足場材

采用熔喷PP无纺布和蚕丝无纺布的细胞培养支架材料

• 发表时间: 2023
• 作者: 高田慎一;有馬 寛;廣井 孝介;山下義裕
• 通讯作者: 山下義裕