【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24HK0005
利用課題名 / Title
折畳み可能なマイクロプレートを用いた細胞の立体的な形状変化における細胞の機能測定と再生医療への応用
利用した実施機関 / Support Institute
北海道大学 / Hokkaido Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
リソグラフィ/ Lithography,細胞・組織再生誘導材料/ Materials for inducing cell and tissue regeneration,MEMS/NEMSデバイス/ MEMS/NEMS device,細胞培養デバイス/ Cell Culture Device,光リソグラフィ/ Photolithgraphy,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
繁富 香織
所属名 / Affiliation
北海道大学 大学院教育推進機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
中畑和美
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
HK-702：両面マスクアライナ
HK-621：反応性イオンエッチング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、細胞の形状変化が細胞機能の変化や細胞分化に影響があることがわかってきている。しかしながら、細胞を生体に近い状態である立体的に培養するのは困難であり、細胞の立体的な形状変化と細胞の機能変化、分化に関して調べることはできなかった。そこで、本事業では、MEMS技術により細胞が培養可能なマイクロプレートを作製し、細胞を正確に折畳むことで細胞の形状を変化させる方法を確立した。さらに、切頂八面体の展開図を用いてどの展開図が細胞の立体構造を作製しやすいかを検討した。本事業の結果は、再生医療分野において幹細胞を用いて効率的に細胞を分化させ3次元的な組織を構築する次世代の技術応用が可能である。
実験 / Experimental
マイクロプレート（一辺：50 マイクロ程度）を作製法として、 (i)ガラス基板上に細胞の吸着を防ぐこ とができるMPCポリマーとプレートが後から基板からとれやすくするためのアルギ ン酸をコートし、生体適応材料であるパリレンを蒸着する。(i) アルミを蒸着後パターンし、アルミをマスクとして用いてパリレ ンをO2プラズマで削る。次に、再度、MPC ポリマーをコートしマイクロプレートのみ細胞が培養できるようにした。
結果と考察 / Results and Discussion
マイクプレート基板上に繊維芽細胞を培養し、固定した後に染色し観察した。細胞の骨格構造をに観察することができた。さらに、11種類の切頂八面体の展開図を用いてどの展開図が立体構造を作製しやすいかを検討し、細胞骨格により形成速度や精度が異なることがわかった。これらの技術の応用として、不妊治療をサポートするデバイス作製の研究開発を進める予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Takashi Horiyama, Ryuhei Uehara, "3D tissues using truncated octahedron blocks produced by Origami and micro/nano processing technologies", 8th International Meeting on Origami in Science, Mathematics and Education (8OSME) (Melbourne),令和6年７月14
- 繁富（栗林）香織, 堀山貴史, 上原隆平, "細胞折紙技術により作製された切頂八面体ブロックを用いた3D組織の作製", 第15回マイクロナノ工学シンポジウム, 令和６年11月26日
- Kaori Kuribayashi-Shigetomi, Takashi Horiyama, Ryuhei Uehara, "What is the ideal origami development diagram for cells? ―3D tissues produced by origami and micro/nano technologies― " The 8th International Conference of Advanced Mechatronics（ICAM2024）(小倉), 令和6年11月7日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件