MEMS技術×金属組織学＝新たな医療デバイス ナノメディシン融合教育ユニット MEMS技術×金属組織学＝新たな医療デバイス 石川覚志，保坂 誠，松下明生，丸山 博，宮地孝明，信田 誠 担当：宮野公樹・寺村裕治
背景 ＋ ＝ MEMS技術 相変態析出現象 新しい微細構造体 制作方法の可能性 バイオ・医療デバイスへの応用！ これまでの成果 １）二相ステンレスの相変態現象と選択的エッチングの制御 熱処理 第二相生成 選択的エッチング 柱状構造形成！ MEMS技術 微小構造体の集積化システム ＋ ２）窒素雰囲気で熱処理し，試料表面から窒化物を生成 相変態析出現象 合金の特性を生かした自己組織化制御 窒素 Niメッキで表面をパターニングすると，窒素侵入箇所を制御できる ＝ 図１ 本課題における２つの基盤技術 新しい微細構造体 制作方法の可能性 ★ 強度、耐熱性に優れた材料特性 ★ シンプル、安価なプロセス バイオ・医療デバイスへの応用！ 図２ 本技術によるナノ構造突起形状例
目的 研究フロー ★二相ステンレス鋼におけるナノ突起形状上での細胞培養が可能か検証する ★可能であった場合，ステンレス鋼の特性を活かした新たなデバイスを提案する 研究フロー 培養状態 良好 新デバイスの考案 材料の特徴を活かした 新デバイスを考案する。 細胞培養実験での検証 細胞培養の状態を観察し,材料が培養に適しているか検討する。 培養状態 不良 対策の検討 原因と対策を検討する。
実験方法 3種類の表面形状を有する二相ステンレス板状で細胞を培養 ⇒２日目の細胞の様子をSEM観察 蛸壺構造 培養条件１ 細胞：HEK293 ：突起形状の作成方法は省く 3種類の表面形状を有する二相ステンレス板状で細胞を培養 ⇒２日目の細胞の様子をSEM観察 針状（三次元） つるつる表面 蛸壺構造 培養条件１ 細胞：HEK293 培地：DMEMハイグルコース仕様＋10％血清 剥離用トリプシン：0.25％-Trypsin-EDTA solon インキュベーター：37℃、CO2濃度5％ etc. 二相ステンレス板 培地 培養条件2 細胞培養中のシャーレの様子 細胞：M-1 Cell マウスCCD 腎臓集合管上皮細胞 培地：DMEMF-12 Medium 5% FCS 100mm Dexamethazone インキュベーター：37℃、CO2濃度5％
細胞培養結果 つるつる表面上 針状（三次元） 蛸壺構造 細胞はちゃんと ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 素材的な悪影響無し 突起状でも問題なし 集団を形成できないから？
細胞培養結果 つるつる表面上 針状（三次元） 蛸壺構造 細胞はちゃんと ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 素材的な悪影響無し 突起状でも問題なし 集団を形成できないから？
細胞培養結果 つるつる表面上 針状（三次元） 蛸壺構造 細胞はちゃんと ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 ステンレス上でも成長 溝にも細胞は あまりみられない 群をなして培養 素材的な悪影響無し 突起状でも問題なし 集団を形成できないから？
新たなデバイス提案 ポスターにて，こうご期待！