東京⼯業⼤学の藤枝俊宣准教授らの研究チームは、柔軟性と弾性をもつ「エラストマー薄膜」に任意パターンの微細溝を形成することで、筋細胞を任意の⽅向に配列した薄膜状の「バイオアクチュエータ」を開発。⽣体内の筋組織に類似した収縮挙動を再現することに成功している。この技術は臓器チップなどへの応用が期待されている。

バイオアクチュエータは、細胞を動⼒源とするソフトロボットの⼀種。軽量性、柔軟性、エネルギー効率の観点から筋細胞が⽤いられてきた。筋細胞を動⼒源として使うためには、⽣体組織のように配列させる必要がある。筋細胞の配列⼿法は単純なデザインに留まっており、簡単で⾃在な配列⼿法の開発や配列制御に基づく複雑な収縮運動の再現が求められてきた。

研究チームは、簡単に微細構造を形成可能な「ＵＶレーザー加⼯」に着⽬。微細溝パターンが転写されたエラストマー製の柔らかい薄膜を作製した。この時、直線状、曲線状、同⼼円状の微細溝パターンを形成することで、マウス⾻格筋組織由来の筋細胞をパターン通りに配列させることに成功した。

さらに、そうした微細溝パターンを⽤いて筋細胞を配列させたバイオアクチュエータは、ひねり様の収縮挙動を⽰すことを発⾒している。

藤枝准教授らは今後について「異なる配列を有する筋細胞を３次元的に積層することで、⼼筋や括約筋の構造を模倣したバイオアクチュエータを開発し、⽣体組織特有の複雑な動きの再現に取り組む」と説明している。