3D細胞培養を支えるハイドロゲルの構造・機能設計と細胞微小環境の制御
～再生医療・創薬・バイオものづくりへの応用～
★2026年9月18日WEBでオンライン開講。東北大学大学院 山本氏、九州大学大学院 佐々木氏、千葉大学 山田氏、東京大学 石川氏が、【3D細胞培養を支えるハイドロゲルの構造・機能設計と細胞微小環境の制御～再生医療・創薬・バイオものづくりへの応用～】について解説する講座です。
■注目ポイント
★磁性・表面リンクル・階層構造・多孔質相分離構造など、細胞の三次元微小環境を自在に設計・制御する最先端ハイドロゲル技術から、細胞包埋・回収、物質輸送、組織形成を実現する材料設計指針、さらに再生医療・創薬・細胞医薬・バイオものづくりへの応用展開まで、3D細胞培養を支える最新技術と実用化への展望を学べる講座！
- 第1部 東北大学大学院 生体機能材料学分野 教授 山本 雅哉 氏
- 第2部 九州大学大学院工学研究院 機械工学部門 / 助教 佐々木 沙織 氏
- 第3部 千葉大学 工学部共生応用化学コース / 教授 山田 真澄 氏
- 第4部 東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 助教 石川 昇平 氏
【1名の場合】66,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、22,000円が加算されます。
定員：30名
※ お申し込み後、受講票と請求書のURLが自動で返信されます。基本的にはこちらで受付完了です。開催前日16：00までに再度最終のご連絡をいたしますので、しばらくお待ちください。請求書と受講票は郵送ではないため必ずダウンロードください。また、同時に送られるWEBセミナー利用規約・マニュアルを必ずご確認ください。
※ セミナー前日夕方16：00までにWEB会議のURL、事前配布資料のパスワードについては、別途メールでご案内いたします。基本的には、事前配布資料はマイページからのダウンロードの流れとなります。なお、事前配布資料については、講師側の作成完了次第のお知らせになりますので、この点、ご理解のほどお願い申し上げます。
※ 請求書の宛名の「株式会社」や「(株)」の「会社名の表記」は、お客様の入力通りになりますので、ご希望の表記で入力をお願いします。
※ お支払いは銀行振込、クレジット決済も可能です。銀行振込でお支払いの場合、開催月の翌月末までにお支払いください。お支払いの際は、社名の前に請求書番号をご入力ください。
※ 領収書のご要望があれば、お申込み時、領収書要にチェックを入れてください。
※ 2名以上でお申し込みをされた場合は、受講票と請求書を代表者様にご連絡します。
※ 当講座では、同一部署の申込者様からのご紹介があれば、何名でもお1人につき22,000円で追加申し込みいただけます (申込者様は正規料金、お2人目以降は22,000円となります)。追加の際は、申し込まれる方が追加の方を取りまとめいただくか、申込時期が異なる場合は紹介者様のお名前を備考欄にお書きくださいますようお願いいたします。
※ なお、ご参加手続きの際、自宅住所やフリーアドレス、個人携帯番号のみで登録された場合は、ご所属確認をさせいただくことがございます。
【本セミナーの主題および状況・本講座の注目ポイント】
■本セミナーの主題および状況（講師より）
★3D細胞培養や再生医療、創薬、バイオものづくりの高度化に向けて、生体内微小環境を精密に再現・制御できるハイドロゲル材料の開発が急速に進展しています。
★特に、力学特性・表面構造・階層構造・多孔質構造・物質輸送性・細胞回収性などを自在に設計する材料技術が、細胞機能の制御や組織形成を左右する重要な要素として注目を集めています。
★本講習会では、3D細胞培養に求められる次世代ハイドロゲル設計について、磁性ハイドロゲル、表面リンクル制御、階層的・微小ハイドロゲル、多孔質相分離ゲルなど最新技術を通して、基礎から応用・実用化までを解説いたします。
■注目ポイント
★磁性・表面リンクル・階層構造・相分離多孔質構造など、細胞の三次元微小環境を自在に設計・制御する最先端ハイドロゲル技術を第一線の研究者が解説！
★細胞培養基材の設計から細胞包埋・回収、物質輸送、細胞浸潤、組織形成まで、3D細胞培養に必要なハイドロゲル設計指針と評価技術を基礎から応用まで幅広く解説！
★再生医療・創薬・細胞医薬・バイオものづくりを支える次世代3D細胞培養プラットフォームとして期待されるハイドロゲルの最新研究成果と実用化に向けた展望を一日で俯瞰できる講座！
講座担当：牛田孝平
≪こちらの講座は、WEB上での開催のオンライン講座になります≫
【第1講】 酸化鉄ナノ粒子含有ハイドロゲルを用いた3次元培養法
【時間】 09:30-10:15
【講師】東北大学大学院 生体機能材料学分野 教授 山本 雅哉 氏
【講演主旨】
※現在、最新のご講演主旨を講師の先生にご考案いただいております。完成次第本ページを更新いたします。
細胞をハイドロゲルで上下から挟み込むことで細胞を3次元的に培養するサンドイッチ培養法では、挟み込む力の制御が求められる。本研究では、挟み込む力として磁力に着目し、磁力を有するハイドロゲルを作製した。
【プログラム】
※現在、最新のご講演プログラムを講師の先生にご考案いただいております。完成次第本ページを更新いたします。
【第2講】 細胞培養ハイドロゲル表面リンクルの精密マルチスケール制御
【時間】 10:30-11:45
【講師】九州大学大学院工学研究院 機械工学部門 / 助教 佐々木 沙織 氏
【講演主旨】
細胞操作・組織工学への応用を目指したソフトハイドロゲル表面マイクロリンクルの精密設計手法について解説する。VIS光とUV光を用いた二段階光架橋プロセスにより、ゲルのバルクと表面の弾性率を独立に制御することで、100 kPa以下の生体模倣弾性率範囲においてリンクル構造の形態と弾性率分布を系統的に設計できることを示す。
【プログラム】
• ソフトハイドロゲル表面マイクロリンクルの設計における課題と背景
• 光硬化性ゼラチン（スチレン化ゼラチン）の合成と特性
• 二段階光照射プロセスの原理：VIS光によるバルク架橋とUV光による表面架橋
• バルク弾性率の独立制御：VIS照射時間と Young's modulusの関係
• 表面弾性率の独立制御：UV照射時間と表面架橋密度の関係
• AFMによるリンクル形態・弾性率分布の定量評価
• リンクル形成メカニズム：双峰・三峰性弾性率分布の解釈
• 細胞培養基材としての応用可能性：生体模倣弾性率範囲（40〜100 kPa）でのリンクル設計
【質疑応答】
【キーワード】
ハイドロゲル、リンクル、光架橋、弾性率制御、ゼラチン、AFM、細胞培養基材、バイオメカニクス
【講演のポイント】
100 kPa以下の生体模倣弾性率範囲において、ゲル表面とバルクの弾性率を独立に制御するという従来困難だった課題を二段階光架橋プロセスで解決。マイクロリンクルの形態と弾性率分布を系統的に設計できる手法を提示する。
【習得できる知識】
• 二段階光架橋プロセスによるゲル表面・バルク弾性率の独立制御の原理
• マイクロリンクル形成の力学的メカニズムと設計パラメータの関係
• AFMを用いた弾性率マッピングおよびリンクル形態の定量評価手法
• 細胞培養基材としての応用を見据えたソフトハイドロゲル表面設計の指針
【第3講】 階層的・微小ハイドロゲルの形成と細胞培養への応用
【時間】 12:45-14:15
【講師】千葉大学 工学部共生応用化学コース / 教授 山田 真澄 氏
【講演主旨】
生体組織は、細胞だけでなく、その周囲を取り囲む複雑な三次元構造によって支えられています。本講演では、生体組織の微細構造を模倣した「階層的・微小ハイドロゲル」の作製技術と、その細胞培養への応用について紹介します。階層的アルギン酸ファイバーやGelMAスポンジ、微粒子・断片化繊維との複合化による新しい細胞培養基材の設計例を取り上げ、肝細胞、皮膚細胞、抗体生産CHO細胞などの培養事例を交えながら、再生医療や創薬、バイオものづくりへの展開可能性について解説します。
【プログラム】
• 3次元培養と細胞周辺微小環境
• ハイドロゲル材料の基礎
• マイクロ流体技術を利用した微小ハイドロゲル形成
• 芯材を利用したハイドロゲルファイバー形成
• 階層的ハイドロゲル構造の構築
ファイバー型，スポンジ型，粒子複合型
• 肝細胞培養への応用
• 皮膚組織形成への応用
• CHO細胞培養および抗体生産への応用
• 今後の展望
【質疑応答】
【キーワード】
ハイドロゲル，3次元細胞培養，生体組織工学，バイオマテリアル，マイクロ流体デバイス，人工組織，肝細胞培養，CHO細胞，細胞凝集体，バイオものづくり
【講演のポイント】
マイクロ流体技術とバイオマテリアル工学を融合し，微小・階層的ハイドロゲルの設計から細胞培養応用までを一貫して研究しています。再生医療やバイオものづくりに向けた新しい細胞培養基盤の開発を目指しています。
【習得できる知識】
• 3次元細胞培養の基礎
• ハイドロゲル材料の特徴と選択法
• 微小・階層的ハイドロゲルの作製技術
• マイクロ流体技術を利用した細胞培養基材の設計
• 再生医療・バイオものづくりへの応用事例
【第4講】 細胞培養・組織再生に向けた多孔質相分離ゲルの設計
【時間】 14:30-15:45
【講師】東京大学 大学院工学系研究科 化学生命工学専攻 助教 石川 昇平 氏
【講演主旨】
3D細胞培養や組織再生に用いられるハイドロゲルには、細胞を三次元的に保持する機能に加え、栄養分や酸素の輸送、細胞の増殖・浸潤、さらには培養後の細胞回収を可能にする材料設計が求められる。一方、一般的なハイドロゲルは緻密な高分子網目を有するため、物質輸送や細胞移動が制限されやすく、構造の安定性と細胞に適した空間形成を両立することが課題となっている。
本講座では、注入型ハイドロゲル、分解性ハイドロゲルおよび相分離型多孔質ゲルに関する講演者の研究成果を題材として、分子構造、架橋反応、ゲル化、分解およびゲル–ゲル相分離を制御するための基本的な考え方を解説する。さらに、形成された網目構造や連通孔構造が、物質輸送、細胞包埋、細胞回収、細胞浸潤および組織再生にどのような影響を与えるかを、具体的な実験例とともに紹介する。
これらを通じて、受講者が目的とする細胞や組織に応じて、ハイドロゲルの化学構造、反応性、力学特性、分解性および孔構造をどのように設計すべきかを理解し、3D細胞培養基材や再生医療材料の研究開発に活用できる知識を習得することを目指す。
【プログラム】
・細胞を三次元培養し、必要なタイミングで回収できる注入型ハイドロゲル
・生きた細胞を包埋できる相分離型注入ハイドロゲル
・希薄高分子網目におけるゲル–ゲル相分離と組織再生
・相分離構造を鋳型とした多孔質スポンジゲル
・反応・網目形成を制御した合成PEGハイドロゲルの医療応用
・今後の展望
【質疑応答】
【キーワード】
3D細胞培養、ハイドロゲル、多孔質ゲル、ゲル–ゲル相分離、PEGゲル、注入型ゲル、連通孔、物質輸送、細胞浸潤、細胞回収、組織再生、骨再生、生体組織接着
【講演のポイント】
本講演の最大の特徴は、ハイドロゲルを単なる細胞の足場として捉えるのではなく、分子反応、網目形成、相分離および分解を制御することで、細胞培養や組織再生に必要な機能を材料内部に設計する考え方を体系的に紹介する点にある。講演者自身が取り組んできた研究成果を基に、細胞を包埋・回収できる注入型ゲル、相分離による多孔質構造の形成原理、物質輸送や細胞浸潤を促進する連通多孔質ゲル、さらに骨再生や外科用シーラントへの応用までを解説する。高分子の分子設計からゲル構造、細胞応答、組織再生機能へとつながる一連の関係を、基礎と応用の両面から理解できることが本講演の最大のPRポイントである。
【習得できる知識】
・3D細胞培養用ハイドロゲルに求められる構造、物性および生物学的機能
・注入型ハイドロゲルにおけるゲル化反応と細胞包埋条件の設計方法
・分解性結合を利用して、培養細胞を温和な条件で回収するための材料設計
・ゲル–ゲル相分離が生じる原理と、高分子濃度、分子量、架橋反応および網目形成との関係
・相分離構造を利用して、孔径や連通性を有する多孔質ハイドロゲルを作製する方法
・ゲルの網目構造、孔構造、力学特性、物質輸送性および細胞浸潤性の相互関係
・細胞培養、骨再生および組織修復の目的に応じたハイドロゲルの設計指針
・合成ハイドロゲルを細胞培養材料から生体組織接着・外科用材料へ展開する際の考え方