ワイドレンジ周波数機械振動を用いたマルチスケール微細操作システムの創製

利用宽频机械振动创建多尺度微操纵系统

• 批准号: 22H01454
• 负责人: 早川 健
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01454/
• 关键词: 微細操作; 細胞操作; マイクロ流体; MEMS; 振動誘起流れ; マイクロロボティクス; 細胞組織構築

本研究では，1 Hz～10 MHzの機械的振動を用いて様々なサイズの細胞パターンを生成する技術の創製を行う．その実現のため，以下の３点をマイルストーンとして研究を行っている．(I) ワイドレンジ周波数機械振動印加システムの構築(II) ワイドレンジ周波数帯における機械振動－流体相互作用の理論的解析(III) マルチスケール微細操作システムの細胞操作への応用2022年度は，まず(I)についてのアクチュエータの選定と，システムの試作を行った．まず，～100 Hzの振動を印加するためにボイスコイルモータを利用した振動印加システムを作製し，その動作を確認した．次に，(II)に関して，MHz帯におけるアクチュエータとマイクロ流体デバイス，流体の電気機械結合の理論モデルを構築し，一次元モデルでの解析を開始した．(III)に関しては，自作の細胞培養チャンバーの作製を行い，振動印加用のアクチュエータを搭載した状態での数日間の細胞培養を可能とした．

在这项研究中，我们将创建一种使用从1 Hz到10 MHz的机械振动来产生各种尺寸的细胞模式的技术。为了实现这一目标，我们正在使用以下三个里程碑进行研究：（i）构建广泛的机械振动应用系统（ii）在宽范围频带（III）在宽量频带（III）应用多尺度式术中的精细系统中，在第202222222222222号制度中，构图（i）autter（i）Autiple（i），对机械振动 - 流体相互作用进行了理论分析（III）。首先，制造了使用语音线圈电动机的振动应用系统，以施加高达100 Hz的振动，并确认其操作。接下来，关于（ii），我们构建了一个理论模型，用于在执行器，微流体设备和MHz频段中的流体之间进行机电耦合，并开始使用一维模型对其进行分析。关于（iii），我们创建了一个自制的细胞培养室，允许使用其振动的执行器几天。

项目成果

Parallel Formation of Cell Spheroids Based on Vibration-Induced Flow

基于振动诱导流的细胞球体并行形成

• 发表时间: 2019
• 作者: Nanami Minoshima;Takeshi Hayakawa
• 通讯作者: Takeshi Hayakawa