東京大学(東大)は1月1日、数層のナノファイバーで構成されるナノメッシュ構造を電極に応用することで、細胞とほぼ同様な柔らかさを持つセンサの開発に成功。ヒトiPS由来の心筋細胞シートにじかに接触させ、拍動を阻害せずに表面電位を長時間安定して計測できることを確認したと発表したとのこと。

同成果は、同大大学院工学系研究科の染谷隆夫 教授(理化学研究所 開拓研究本部染谷薄膜素子研究室 主任研究員、同研究所創発物性科学研究センター創発ソフトシステム研究チームチームリーダー)、同 李成薫 博士(特任研究員)、東京女子医科大学 先端生命医科学研究所の清水達也 所長らによるもの。
詳細は、英国科学誌「Nature Nanotechnology」(オンライン版)で公開された。

今回の手法としては、染谷教授が研究を続けてきたナノメッシュセンサ技術と、東京女子医科大学が進めてきた細胞シート技術の1つである多層化心筋シート組織作製技術を組み合わせるというもの。以前の染谷教授の研究では、ナノメッシュセンサはポリビニルアルコール(PVA)のフィルム上にナノメッシュ構造の繊維状ファイバー(ナノファイバー)を作成していたが、PVAが溶け、金配線のみの状態では、心筋シートの拍動で壊れてしまうことがわかったことから、今回、新たにエレクトロスピニング法を用いて作られたポリウレタンを基材としたナノメッシュ基板をベースに、その上にCVDでナノメッシュ配線を形成。さらに金を(ポリウレタンの上に形成したパリレンに)蒸着を行なうことで、ナノメッシュプローブと形成。多層構造とすることで、壊れにくいナノメッシュセンサを実現したという。

今後、創薬研究側の清水教授は、「iPS細胞を利用して、いろいろと出来るようになってきたこともあり、製薬メーカーも興味を活用に対して興味を示すようになってきており、今回の技術はそうした分野に向けて有用なものになる」とするほか、「心筋細胞・組織の成熟度を定量的に評価する手法などに活用が期待できるようになる」との見方を示す一方、より幅広い層に活用してもらうためには、「非常に薄く、柔らかいため、ハンドリングに慣れていないと、取り扱いが難しいため、より簡便な使用方法を確立する必要がある」(染谷教授)という利便性の向上を図る必要があるとする。また、現在の空間分解能は数mm程度であるため、さらなる高分解能化を実現したいともしており、印刷法による配線パターンの微細化や、配線の低抵抗化に向けた研究も行っていくようだ。

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