マイクロ化学チップを用いた血管組織の構築と回収

使用微量化学芯片构建和恢复血管组织

基本信息

批准号：
21651049
负责人：
田中陽
金额：
$ 2.05万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research (2010)The University of Tokyo (2009)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21651049/
关键词：
マイクロ・ナノデバイス細胞・組織再生医学ナノバイオ血管

项目摘要

近年、再生医療の一つとして患者から取り出した細胞をもとに、体外で臓器を構築し、再度体内に戻して使用する技術が注目されているが、栄養分配や老廃物の除去を担う血管組織を作製できないために臓器まるごとの再生には至っていない。そこで、申請者らはマイクロ化学チップを用いて血管組織を体外で構築・回収する新規技術を提案した。即ち、マイクロチップ内壁にナノパターニングを施した温度応答性ポリマーを塗布し、血管細胞培養後、温度を下げて細胞を管状に剥離・回収するというものであり、移植用血管や三次元血管モデルとしての利用が期待できる。本課題においては、まず上下2枚のガラス基板が分離可能なマイクロチップを作製し、マイクロ流路内壁面に固定化した温度応答性高分子を用いた管空状血管網の回収手法を確立した。また、ポリN-(イソプロピルアクリルアミド)を固定化した温度応答性表面を用い、その表面が疎水性を示す37℃で細胞を培養後、培養温度を下げて表面を親水性にすることで、温度変化による細胞接着/脱着制御を可能にする表面を作製し、血管回収チップの基盤技術を構築した。さらに、これが血管として直接再生臓器内にゼラチンゲルで回収する技法も確立し、3次元の形状を保ったまま血管組織を回収することに成功した。ゼラチンは32℃以下になると固化するが、これ以上だと融解するため、回収と同時に固化し、組織移植後に自然に融解する。これらの成果から、再生医療の一環としてトップダウン的に組織を再構築する可能性を拓いたといえる。

近年来，作为再生医学的一部分，利用从患者身上提取的细胞构建器官，然后将其重新引入体内的技术引起了人们的关注，因为组织无法生成，整个器官的再生也无法实现。已实现。因此，申请人提出了一种利用微量化学芯片在体外构建和采集血管组织的新技术。也就是说，将具有纳米图案的温度响应性聚合物涂在微芯片的内壁上，培养血管细胞后，降低温度，将细胞剥离并收集成管状，可用作可以预期使用用于移植的血管或作为三维血管模型。在这个项目中，我们首先制造了具有两个可分离的上下玻璃基板的微芯片，并建立了一种利用固定在微通道内壁上的温度响应聚合物来恢复管状血管网络的方法。此外，使用固定有聚N-（异丙基丙烯酰胺）的温度响应表面，在37°C下培养细胞，其中表面是疏水性的，然后降低培养温度以使表面亲水性，我们创建了能够控制的表面。通过改变细胞粘附/解吸，建立了血管恢复芯片的基础技术。此外，他们还建立了使用明胶凝胶直接将血管作为血管收集到再生器官中的技术，成功地在保留血管组织的三维形状的同时恢复了血管组织。明胶在低于 32°C 的温度下会凝固，但在高于 32°C 的温度下会融化，因此采集时会凝固，组织移植后会自然解冻。这些结果可以说开启了自上而下的组织重组作为再生医学一部分的可能性。