心筋細胞バイオマクロアクチュエータの創成

心肌细胞生物大执行器的创建

基本信息

批准号：
07J01373
负责人：
田中陽
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01373/
关键词：
心筋細胞血管細胞アクチュエータマイクロデバイス

项目摘要

近年、数cm角のガラス基板に刻んだμmオーダーの流路中に化学プロセスを集積化する研究が注目されており、微小空間の物理特性効果を利用した分析、合成、細胞実験などの高効率なマイクロ化学プロセスが実現されてきた。このうち、細胞実験に関する研究は近年非常に多く報告されているが、ほとんどはマイクロ空間特性を利用した細胞実験システムである。これに対し、本研究では、心臓および血管の流体駆動・制御機能に着目し、心筋細胞および血管細胞とマイクロデバイスを融合した、電力不用の新原理の流体デバイスを実現することを着想した。以上をふまえ、本研究の目的は、心血管細胞の機能を利用したバイオマイクロデバイスの創成とした。今年度は血管平滑筋細胞を用いたマイクロ流体制御デバイス開発のための基礎検討という課題に取り組んだ。血管は、平滑筋細胞の内側を内皮細胞が覆っており、内皮細胞が血液中の化学・力学刺激を感知して様々なシグナル物質を放出し、これが平滑筋細胞に作用して血管を弛緩・収縮させ、血流を制御している。血管細胞機能の利用により、マイクロデバイスに流体制御機能を付与できると考えた。血管平滑筋細胞駆動型マイクロデバイスの原理を検証するために、柔軟な材料で作製したチューブの周りに平滑筋細胞を接着させ、これを刺激によって収縮させ、チューブを変形させ、流量制御デバイスとして使用可能であることを実証することを着想した。そのために、柔軟で生体適合材料であるポリジメチルシロキサン(PDMS)で内径1mm、外径1.4mmのチューブを作製し、この周りにラット大動脈平滑筋細胞を培養・接着させ、その生存を確認した。この細胞を、内皮細胞由来平滑筋収縮物質エンドセリン-1で刺激したところ、細胞・チューブの動きは確認できなかったが、血管平滑筋細胞に関する血管デバイス作製のための基礎的知見が得られた。

近年来，将化学过程刻在玻璃基板上的μM级别的研究吸引了人们的注意力，并具有高效的分析，合成，细胞实验等微化学过程已经实现。其中，近年来已经报道了对细胞实验的研究，但大多数是使用微生物特征的细胞实验系统。相比之下，这项研究的重点是心脏和血管的流体和控制功能，并受到启发，以实现结合心肌细胞，血管细胞和微型护理的新电原理。基于上述，这项研究的目的是创建使用心血管细胞功能的BI-微角色。今年，我们研究了使用血管平滑肌细胞开发微型控制装置的基本检查。血管被平滑肌细胞内的内皮细胞覆盖，内皮细胞在血液中感测化学和机械刺激，并释放出各种信号物质，这些物质作用于平滑肌细胞上，以释放血管。血管细胞功能的使用可以为微电护提供流体控制功能。为了验证血管平滑细胞驱动的微能的原理，光滑的肌肉细胞围绕着柔性材料制成的管子，通过刺激缩小，转换管子并将其用作流动控制装置。有可能。因此，用聚甲基氧甲氧甲氧克（PDMS）制备内径为1 mm，外径为1.4 mm的管，这是一种柔性和生物识别材料。通过内皮细胞衍生的平滑肌控制物质1刺激细胞，无法确认细胞和管的运动，但是获得了与血管平滑肌细胞相关的血管装置的产生基本知识。