Research projects | Takemura, Kenjiro | Researchers Information System

2022.04 - 2025.03

超音波アクチュエーション技術を用いた細胞組織生成によるスフェロイドの機能性向上

Program Name: Grants-in-Aid for Scientific Research
Researcher: 竹村研治郎
Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Feature extraction from vibrotactile data using autoencoder

Providing Institution: Keio University
Program Name: Grants-in-Aid for Scientific Research
Research Institution: Keio University
Researcher: 竹村研治郎
Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

触感知覚 / 特徴量 / オートエンコーダ

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Sequential cell culture system mediated by ultrasonic technology

Providing Institution: Keio University
Program Name: Grant-in-Aid for Scientific Research
Research Institution: Keio University
Role: Principal investigator
Researcher: Takemura Kenjiro, Friend James
Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Research Funding Type: Research grant
Submission Category: Individual

細胞・組織 / 再生医学 / 超音波 / 細胞培養器 / 超音波振動 / 共振 / 自動培養 / 細胞培養 / 再生医療

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2018 - 2020

弾性表面波からの放射圧を用いた細胞接着の力学的特性の解明

Providing Institution: MEXT,JSPS
Program Name: Grant-in-Aid for Scientific Research
Research Institution: MEXT,JSPS
Role: Principal investigator
Researcher: 竹村　研治郎
Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research )
Research Funding Type: Research grant

細胞工学 / メカノバイオロジー / 音響放射圧

iPS細胞を用いた再生医療などが注目される中，細胞の大量培養技術への期待が高まっており，手作業に頼っていた細胞の培養，剥離，回収，パターニングといった作業を自動化する必要がある．これまでに，培養基材に適切な固有振動モードを励振することで，酵素フリーで基材から細胞を剥離する手法や，回収・再播種を伴わない連続的な増殖培養を可能にする手法を開発した．また，培養チャンバから細胞懸濁液を回収する方法や細胞をパターニングする方法なども具現化した．しかし，細胞剥離メカニズムなどは不明であった．こうした手法を細胞培養のための基盤技術とするために，本国際共同研究では，弾性表面波（SAW）デバイスから発生する音響放射圧を培養ディッシュに対して領域選択的に照射することによって，プローブ等を必要とせずに非接触で細胞接着の力学的特性を明らかにすることを目的としている． 2018年度は，細胞の接着に関する力学特性を明らかにするために，音響放射圧の局所的な照射によって，細胞培養面の微小な領域から細胞を剥離できることを確認した．すなわち，国際共同研究先で製作を予定している弾性表面波（SAW）デバイスではなく、先鋭な超音波―ホーンを有するランジュバン型振動子を用いて細胞培養ディッシュ下方から集束した音響放射圧を培養細胞に照射する装置を製作し、代表的な接着性細胞であるマウス由来筋芽細胞株C2C12を微小な領域で剥離できることを明らかにした．また，SAWデバイスを用いることによって，より微小な領域への超音波照射が可能となるため，Focused SAWデバイスを設計し，国際共同研究先の研究室がこれを試作し，イースト菌を用いて局所的に超音波照射が可能であることを確認した．本国際共同研究では当初計画において，研究全体を以下の３つのフェーズに分けた．(1) 力学特性測定装置の設計・製作と実験条件の決定（＠慶應義塾大学），(2) SAWデバイスの開発と培養ディッシュへの放射圧の透過実験（＠UC San Diego）, (3) 細胞接着の力学特性の測定（＠UC San Diego, 慶應義塾大学）．2018年度は，このうち主に(1)に関する成果が得られた．また，2019年度にUC San Diegoに滞在して実施する予定の(2)のためのSAWデバイスの設計を行い，滞在予定研究室の学生の協力によってデバイスの有効性を確かめた．以上のように，本国際共同研究の現在までの進捗は順調に推移していると判断している．「現在までの進捗状況」で述べたように，当初計画の(1)～(3)に実行に向けて順調に推移している．当初，自身がUC San Diegoで行う予定であったSAWデバイスの製作がすでに滞在予定研究室の協力によって実施されているため，6月中旬に渡米後，本デバイスを用いて培養ディッシュに印加される音響放射圧の分布や強度を明らかにする実験に取り掛かる予定である．特に，細胞に印加される音響放射圧の定量は本国際共同研究の最も重要なポイントであるため，海外共同研究者であるJames Friend教授のSAWデバイスや音響放射圧の理論計算に関する豊富な経験や知見を元に実験計画や実施方法を決定する．具体的には以下の通りである． 4～6月（渡米前）：James Friend教授との研究実施計画の事前打ち合わせ 7～8月：UC San Diegoでの実験実施のための準備（UC San Diego指定の講習の受講など） 9～11月：実験装置の組み立てと実施 12～3月：実験データの整理と成果発表の準備

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2020.07 - 2022.03

全方位非接触界面による革新的バイオリアクターの開発

Providing Institution: Keio University
Research Institution: Keio University
Researcher: 松原輝彦、竹村研治郎
Research Category: Challenging Research (Exploratory)

音響放射圧 / 全方位非接触界面 / 超音波 / 無容器反応 / バイオリアクター

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2016.04 - 2019.03

Development of flow theory of electro-conjugate fluid based on the calculation of physical properties using molecular dynamics simulation

Providing Institution: Keio University
Program Name: Grant-in-Aid for Scientific Research
Research Institution: Keio University
Role: Principal investigator
Researcher: Takemura Kenjiro
Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
Research Funding Type: Research grant
Submission Category: Individual

電界共役流体 / 機能性流体 / イオン移動度 / 分子動力学 / 機能要素

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2017.04 - 2018.03

感覚知覚メカニズムに基づく触感センサ/ディスプレイシステムの研究

Program Name: Keio Gijuku Fukuzawa Memorial Fund for the Advancement of Education and Research
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other

2016.04 - 2017.03

iPS細胞由来心筋細胞におけるスタックプレートの固有振動を用いた細胞剥離・回収法

Program Name: Keio Gijuku Academic Development Funds
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual

2016.04 - 2017.03

スタックプレートの固有振動を用いたiPS細胞由来心筋細胞の大量培養

Program Name: KLL指定研究プロジェクトー次世代先端分野探索型（単年度）
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual

2016.04 - 2017.03

感覚知覚メカニズムに基づく触感センサ/ディスプレイシステムの研究

Program Name: Keio Gijuku Fukuzawa Memorial Fund for the Advancement of Education and Research
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual

2015.04 - 2016.03

足部仮想力覚呈示による高齢者転倒予防システムの構築

Program Name: Keio Gijuku Academic Development Funds
Role: Coinvestigator(s)
Research Funding Type: Other
Submission Category: Intramural joint research

2014.04 - 2015.03

電界共役流体を用いたDroplet μTASのためのマイクロ流体デバイスの研究

Program Name: 平成２６年度東京工業大学精密工学研究所共同研究課題
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Joint research
Submission Category: Domestic joint research

2012.04 - 2014.03

粒子分散系ER流体を用いたタッチパネル上での凹凸呈示

Providing Institution: 慶應義塾大学
Program Name: Grant-in-Aid for Scientific Research
Research Institution: 慶應義塾大学
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Research grant
Submission Category: Individual

2012.01 - 2012.12

Effective Learning Environment and student support services in higher education: Comparison of student’s perceptions and needs in Albania, Austria, Croatia, Hong Kong, Japan and USA

Program Name: The University Development Foundation
Role: Coinvestigator(s)
Research Funding Type: Commissioned ｒesearch
Submission Category: International joint research

2011.08 - 2012.03

電気粘性流体を用いたタッチパネル上への凹凸感呈示装置の開発

Program Name: （独）科学技術振興機構　研究成果最適展開支援プログラムA-STEP　フィージビリティスタディ【FS】ステージ探索タイプ
Research Funding Type: Commissioned ｒesearch
Submission Category: Investment-funded research

2011.04 - 2012.03

電界共役流体を用いたμTAS用アクティブ流路マトリクスの研究

Program Name: Keio Gijuku Academic Development Funds
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual

2009.07 - 2010.03

電界共役流体の流動モデルに基づく高機能マイクロ液圧源の開発

Providing Institution: 慶應義塾大学
Program Name: -
Research Institution: 慶應義塾大学
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Commissioned ｒesearch
Submission Category: Individual

2009.04 - 2011.03

電界共役流体の流動メカニズムの解明とこれを用いたマイクロ液圧源の最適設計法

Program Name: Grant-in-Aid for Scientific Research
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Research grant
Submission Category: Individual

2009.04 - 2010.03

創発設計法を用いた質点系の挙動設計

Providing Institution: 慶應義塾大学
Program Name: Keio Gijuku Academic Development Funds
Research Institution: 慶應義塾大学
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual

2008.12 - 2010.03

流動現象を発現する電界共役流体の流動モデルに関する研究

Providing Institution: 慶應義塾大学
Program Name: （財）日本証券奨学財団研究調査助成
Research Institution: 慶應義塾大学
Role: Principal investigator
Research Funding Type: Other
Submission Category: Individual