誘電泳動を応用した筋組織および神経筋接合部の組織再生医工学

利用介电泳进行肌肉组织和神经肌肉接头的组织再生医学工程

基本信息

批准号：
18048001
负责人：
安川智之
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Hyogo (2007)Tohoku University (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ネガティブ誘電泳動を利用して様々な細胞のラインパターニングを行った.マウス繊維芽細胞(3T3swiss albino),マウス筋芽細胞(C2C12),ヒト白血病Tリンパ腫細胞(Jurkat),ヒト単球性白血病細胞(THP-1)および神経モデル細胞であるラット褐色細胞腫(PC-12)のパターニングが可能であった.この中で, 3T3およびC2C12細胞について詳細に誘電泳動特性を評価した.印加する交流電圧を変化させ交差周波数の溶媒導電率依存性を調査した.溶媒の導電率を増加させると交差周波数が増加することがわかった.これらの細胞の培地の導電率(2 S/m)の場合には計測に要する全ての周波数領域にてネガティブ誘電泳動が作用することがわかった.溶媒導電率の増加に伴い,パターニングに要する時間も増加した.しかし,パターニングに要する時間は最大で1-2分程度で,十分迅速性を保てた.また,印加電圧に対するパターン形成率および細胞の生存率を調べた.印加電圧の増加に伴い,パターン形成率も増加した.しかし,生存率は,12 Vp-pが最大でそれ以上の電圧を印加すると強い電場ストレスにより細胞が増殖できず死滅することがわかった.最適電圧(12 vp-p)を3-5分間程度印加し続けると細胞は,基板上に付着して配列パターンを保持したまま固定化された.この配列化微粒子上で細胞を培養すると細胞は配列化微粒子上に選択的に付着し成長した.また,直接固体基板上に配列化された細胞のほとんどが,増殖,伸展し,約1日後にはランダムな状態の戻った.このことから,誘電泳動による電場の印加が細胞のバイアビリティーにほとんど影響を及ぼさないことがわかった.4極独立型マイクロバンドアレイ電極を用いると,迅速で簡便な異種細胞の交互ラインパターンの構築が可能であった.ポジティブ誘電泳動を利用し,微粒子や細胞の海島状構造を作製することができた.

使用负介电电泳对各种细胞进行细胞系图案化，并对大鼠嗜铬细胞瘤（PC-12）（一种神经模型细胞）进行图案化。我们详细评估了3T3和C2C12细胞的介电泳特性。我们通过改变施加的交流电压研究了交叉频率对溶剂电导率的依赖性。我们发现交叉频率随着溶剂电导率的增加而增加。这些细胞的培养基（2在S/m)的情况下，发现负介电电泳在测量所需的所有频率范围内都起作用。随着溶剂电导率的增加，图案化所需的时间也增加。但是，图案化所需的时间大约需要1-2最多分钟，足够快。我们还研究了相对于施加电压的图案形成率和细胞存活率。图案形成率也随着施加电压的增加而增加。然而，图案形成率随着施加电压的增加而增加增加，存活率为12。研究发现，当Vp-p最大时，施加高于该电压的电压时，细胞不会因强电场应力而增殖而死亡。最佳电压（12通过持续施加VP-P约3-5分钟，细胞粘附至基底并固定化，同时保留阵列图案。当细胞在阵列化颗粒上培养时，细胞被固定化于阵列化颗粒上。大多数直接排列在固体基质上的细胞增殖和扩散，并在大约一天后恢复到随机状态。这表明介电泳过程中施加电场对细胞活力影响很小。使用4电极独立微带阵列电极，可以快速、轻松地构建不同类型细胞的交替线图案。可以创建微粒和细胞的海岛结构。