バイオハイブリツドロボッ卜のためのバイオフアブリケーショ 技術の開発

摘要

この度は，2022年度化学とマイクロ·ナノシステム学会若手優秀賞を頂き，大変光栄に存じます。これまでにご指導いただきました東京大学竹内昌治先生をはじめ，関係各位の先生および先輩方にこの場を借りまして深く御礼申し上げます。本稿では，これまでに研究を進めてきた微細加工技術を利用したバイオファブリケーション技術とバイオハイブリツドロボツト分野への応用について紹介させて頂きたいと思います。私が竹内研究室ではじめて取り組んだ研究は，マイクロ流体デバイスを用いた細胞ファイバーの作製と積層造形技術の開発でした。具体的には，Liquid-rope coiling現象を利用した螺旋状ファイバーの作製方法を開発しました，高速で螺旋状ファイバー構造体の作製に成功1。また，少量な原材料(ドLオーダー)で細胞ファイバーの作製を可能にする技術を開発し，高スループツトバイオアツセイの可能性を示しました2。さらに，空気圧バルブを利用したファイバーの構成材料をプログラムで調整可能なマイクロファイバー作製技術を開発し，コアシェル構造も持つハイドロゲルファイバーのコア部の2種類の素材間の切り替えに成功しました。最後に，細胞ファイバーの積層造形技術(バイオプリンティング技術)を開発しました。これによって，従来のバイオプリンティング法で印刷困難なコア·シェルファイバーの積層造形に成功し，独自に開発した灌流バイオリアクターを用いて高細胞密度組織の作製を可能にしました。さらに，移植実験によって，作製したファイバーが治療片としての応用できる可能性を示しました4。以上の成果によって，細胞ファイバーから構成される組織の高速形成を可能にするとともに，定量化機能分析や移植治療への応用可能性を示すことができました。そのため，あらかじめゲル内に各種臓器の細胞·組織を混合しておくことで，複雑な血管網を備えた三次元組織の構築が期待できます。