3次元細胞システム設計論

組織工学ライブラリ-マイクロロボティクスとバイオの融合- 2

3次元細胞システム設計論

単一細胞から様々な形状と機能をもつ3次元構造体を体外で培養するため構造を構築するための手法やツールを紹介している。

  • 口絵
ジャンル
発行年月日
2016/08/26
判型
B5
ページ数
228ページ
ISBN
978-4-339-07262-4
3次元細胞システム設計論
在庫あり

定価

4,180(本体3,800円+税)

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  • 目次
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単一細胞からさまざまな形状と機能を持つ3次元構造体を体外で培養するためには,内部の細胞に酸素や栄養が行き届くよう適切な補給路を作りこむ必要がある。本書ではそのような構造や機能を構築するための手法やツールを紹介する。

1. 3次元細胞システム
1.1 3次元細胞システムとは
 引用・参考文献
1.2 3次元細胞システムの構築

2. 3次元細胞システムの構築法~機能オリエンテッド~
2.1 細胞シート技術による3次元細胞システム(3次元組織)の構築および移植用装置セルスクーパの開発
 2.1.1 細胞シート積層化による3次元組織の構築および再生医療への応用
 2.1.2 温度応答性培養皿と細胞シート技術による3次元組織の構築
 2.1.3 細胞シートの積層化プロトコール
 2.1.4 作製3次元組織の移植法および移植用装置セルスクーパ
 引用・参考文献
2.2 糖尿病治療を目指した生体適合性の高い3次元膵島複合体の構築
 2.2.1 はじめに
 2.2.2 高分子による細胞の表面修飾方法
 2.2.3 細胞の表面修飾方法を利用した細胞膜への短鎖DNAの導入
 2.2.4 2次元状に細胞を配列する方法
 2.2.5 3次元状に細胞を配列する方法
 2.2.6 生細胞で被覆した膵島と糖尿病治療への応用
 2.2.7 おわりに
 引用・参考文献
2.3 磁気細胞操作技術による3次元細胞組織の構築
 2.3.1 はじめに
 2.3.2 機能性磁性ナノ粒子
 2.3.3 磁力を用いた遺伝子導入法
 2.3.4 3次元組織様構造の構築
 2.3.5 骨格筋ティッシュエンジニアリング
 2.3.6 筋芽細胞シートの作製
 2.3.7 遺伝子導入筋芽細胞シートの作製
 2.3.8 筋束様組織の作製
 2.3.9 おわりに
 引用・参考文献
2.4 付属器を備えた皮膚の構築
 2.4.1 皮膚組織の構造と機能
 2.4.2 表皮幹細胞と組織再生
 2.4.3 創傷皮膚の組織再生
 2.4.4 Invivo皮膚再構成モデル
 2.4.5 Invitroにおける自律的組織構築
 引用・参考文献
2.5 高弾性血管の創生
 2.5.1 はじめに
 2.5.2 血管の力学
 2.5.3 血管の力学パラメーター
 2.5.4 弾性線維の形成
 2.5.5 バイオリアクターと高弾性血管の誘導
 2.5.6 おわりに
 引用・参考文献
2.6 細胞システムの機能長期保持
 2.6.1 はじめに
 2.6.2 細胞の形態に大きな影響を及ぼす因子:酸化ストレス
 2.6.3 肝機能を長期にわたり発現するスフェロイドシステムの構築
 2.6.4 おわりに
 引用・参考文献

3. 3次元細胞システムの構築法~構造オリエンテッド~
3.1 フルイディクスを駆使したハイドロゲルファイバーの作製
 3.1.1 はじめに
 3.1.2 ハイドロゲルの材料
 3.1.3 ハイドロゲルファイバーの作製法
 3.1.4 ハイドロゲルファイバーの作製例
 3.1.5 ハイドロゲルファイバーを用いた線形組織の構築例
 3.1.6 おわりに
 引用・参考文献
3.2 マイクロメッシュを用いた層状細胞構造の構築
 3.2.1 はじめに
 3.2.2 メッシュを用いた細胞培養法
 3.2.3 メッシュ培養法を用いた細胞高次構造の構築
 3.2.4 メッシュ培養法による細胞分化の制御
 3.2.5 おわりに
 引用・参考文献
3.3 マイクロアクチュエータアレイによる2次元任意形状の形成
 3.3.1 はじめに
 3.3.2 マイクロチップデバイスの作製
 3.3.3 アクチュエータの変形性能評価
 3.3.4 多様な形状の細胞パーツの作成
 3.3.5 おわりに
 引用・参考文献
3.4 マイクロプレートを用いた3次元組織の構築
 3.4.1 はじめに
 3.4.2 細胞培養可能なマイクロプレートの特性
 3.4.3 細胞培養可能なマイクロプレートの作製法
 3.4.4 マイクロプレートを用いた3次元組織構造の構築法
 3.4.5 おわりに
 引用・参考文献
3.5 フルイディクスを駆使したゲルファイバー
 3.5.1 ゲルファイバーの2次元・3次元構造への展開
 3.5.2 ファイバーの集積化による3次元構造の構築
 3.5.3 並列化流路構造を用いた平面的ハイドロゲルシートの作製
 引用・参考文献
3.6 ロボットアームを用いたゲルファイバーによる3次元組織の構築
 3.6.1 はじめに
 3.6.2 3次元構造構築システム
 3.6.3 ゲルファイバーの生成法
 3.6.4 3次元構造の構築
 3.6.5 3次元格子構造の構築
 3.6.6 細胞を含んだ3次元格子構造の構築と培養
 3.6.7 おわりに
 引用・参考文献
3.7 ゲルファイバー操作による3次元組織の構築
 3.7.1 はじめに
 3.7.2 ゲルファイバー巻取りシステム(Gel-FRS)による小口径細胞構造体のアセンブリ実験結果
 3.7.3 マグネティックゲルファイバーの磁気操作による3次元アセンブリ
 引用・参考文献
3.8 マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた3次元再生組織の構築
 3.8.1 はじめに
 3.8.2 マルチチャネルハイドロゲルの発見
 3.8.3 マルチチャネルコラーゲンゲル
 3.8.4 MCHGの形成機構
 3.8.5 マルチチャネルコラーゲンゲルを用いた3次元再生組織の構築技術
 引用・参考文献
3.9 バイオプリンティング技術による3次元アセンブリ
 3.9.1 バイオプリンティングのはじまり
 3.9.2 バイオプリンティングとは
 3.9.3 バイオプリンティングの特徴
 3.9.4 印刷技術のポテンシャル
 3.9.5 生体組織構成物の実装というコンセプト
 3.9.6 培養組織というパーツと3次元アセンブリ
 3.9.7 おわりに
 引用・参考文献
3.10 光硬化性材料を応用した管状細胞構造体の構築
 3.10.1 はじめに
 3.10.2 オンチップ加工による2次元細胞構造体の作製
 3.10.3 3次元マイクロ構造体のオンチップアセンブリによるマイクロチューブの作製
 3.10.4 血管様マイクロチューブのオンチップ組立て
 3.10.5 おわりに
 引用・参考文献

4. 3次元細胞システムの応用
4.1 モールディングによる血管構造を含む立体組織の構築
 4.1.1 はじめに
 4.1.2 酸素供給に基づく組織構築の設計論
 4.1.3 血管構造作製方法
 4.1.4 電気化学的原理を用いた細胞脱離法
 4.1.5 電気化学的な細胞脱離を用いた血管様構造の構築
 4.1.6 血管様構造を持つ3次元肝組織の作製
 4.1.7 おわりに
 引用・参考文献
4.2 インクジェット交互積層(LbL)法による多機能性3次元皮膚モデル
 4.2.1 はじめに
 4.2.2 細胞集積法による毛細血管・リンパ管網を有する皮膚モデルの構築
 4.2.3 3Dプリンターを用いた3D細胞プリントによる3次元構造体構築の現状と課題
 4.2.4 細胞のインクジェットプリント制御
 4.2.5 3次元肝組織チップの作製と薬剤毒性評価への応用
 4.2.6 おわりに
 引用・参考文献

索引

原口 裕次(ハラグチ ユウジ)

多田隈 建二郎(タダクマ ケンジロウ)

寺村 裕治(テラムラ ユウジ)

井藤 彰(イトウ アキラ)

片岡 健(カタオカ ケン)

池田 豊(イケダ ユタカ)

鷲津 正夫(ワシヅ マサオ)

オケヨ ケネディ(オケヨ ケネディ)

前 泰志(マエ ヤスシ)

竹内 昌治(タケウチ ショウジ)

繁富(栗林) 香織(シゲトミクリバヤシ カオリ)

福田 敏男(フクダ トシオ)

中島 正博(ナカジマ マサヒロ)

竹内 大(タケウチ マサル)

古澤 和也(フルサワ カズヤ)

中村 真人(ナカムラ マコト)

福田 淳二(フクダ ジュンジ)

大崎 達哉(オオサキ タツヤ)

バイオアセンブラとは,生体から取り出した単一細胞や細胞群の特性を計測して人工組織の構築に最適な細胞を選び出し,それらを使って3次元組織を構築し,目的の機能発現を促し評価する,という一連のプロセスに関わる学問と技術です。3次元細胞システム設計論はこのバイオアセンブラの中でも中心的な役割をなす学術分野であり,文部科学省科学研究費の大型プロジェクトの中でさまざまな方法論が研究され,ツールが開発されました。
本書における取り組みは,マイクロロボットが得意とする微小対象物の操作と計測を最大限に活用し,基本的には細胞単体から丁寧なボトムアップにより3次元組織を構成していく方法論を扱っている点が大きな特徴です。目的の構造や機能を有する3次元人工組織のさまざまな構築法やツールについて,プロジェクトで提案された方法論をできる限り体系的にまとめました。