尾上 弘晃 (オノエ ヒロアキ)

Onoe, Hiroaki

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所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

メールアドレス

メールアドレス

HP

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    東京大学, 情報理工学系研究科, 日本学術振興会 特別研究員(DC2-PD)

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    東京大学, 生産技術研究所, 日本学術振興会 特別研究員(PD)

  • 2007年08月
    -
    2009年01月

    カリフォルニア大学バークレー校, 化学科, 客員研究員

  • 2009年04月
    -
    2014年03月

    東京大学, 生産技術研究所, 助教

  • 2010年10月
    -
    2014年05月

    科学技術振興機構, ERATO 研究総括補佐

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1997年04月
    -
    2001年03月

    東京大学, 工学部, 機械情報工学科

    日本, 大学, 卒業

  • 2003年04月
    -
    2006年03月

    東京大学, 情報理工学系研究科, 知能機械情報学専攻

    日本, 大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(情報理工学), 東京大学, 課程, 2006年03月

    マイクロ構造体の順序付き自己組立て

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノマイクロシステム

  • 知能機械学・機械システム

  • 生体医工学・生体材料学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • マイクロナノシステム

  • マイクロ流体工学

  • 自己組織化

  • ソフトマテリアル

  • 組織工学

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Microspring Fabrication by Anisotropic Gelation (Micro and Nano Fabrication Technology)

    Hiroaki Onoe, Koki Yoshida, Springer Nature Singapore, 2018年04月

    担当範囲: pp. 1-20

  • ハイドロゲルをマイクロスケールで精密加工するには?(ゲル化・増粘剤の使い方,選び方 事例集)

    中島駿介,尾上 弘晃, 技術情報協会, 2018年02月

    担当範囲: pp. 374-382

  • Fabrication of 3D cellular tissue utilizing MEMS technologies (Hyper Bio Assembler for 3D Cellular Systems)

    Shotaro Yoshida, Daniela Serien, Fumiaki Tomoike, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi, Springer, 2015年07月

    担当範囲: pp. 177-202

  • 細胞ファイバーの形成と操作(三次元ティッシュエンジニアリング技術最前線)

    尾上 弘晃、竹内 昌治, NTS出版, 2015年03月

    担当範囲: 細胞ファイバーの形成と操作

  • 組織化のためのMEMS技術(遺伝子医学Mook)

    尾上 弘晃, 竹内 昌治, メディカルドゥ, 2014年02月

    担当範囲: pp. 209-215

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論文 【 表示 / 非表示

  • Cell-encapsulated chitosan-collagen hydrogel hybrid nerve guidance conduit for peripheral nerve regeneration

    Itai S., Suzuki K., Kurashina Y., Kimura H., Amemiya T., Sato K., Nakamura M., Onoe H.

    Biomedical Microdevices (Biomedical Microdevices)  22 ( 4 )  2020年12月

    ISSN  13872176

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    © 2020, Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature. Nerve guidance conduits (NGCs) composed of biocompatible polymers have been attracting attention as an alternative for autograft surgery in peripheral nerve regeneration. However, the nerve tissues repaired by NGCs often tend to be inadequate and lead to functional failure because of the lack of cellular supports. This paper presents a chitosan-collagen hydrogel conduit containing cells to induce peripheral nerve regeneration with cellular support. The conduit composed of two coaxial hydrogel layers of chitosan and collagen is simply made by molding and mechanical anchoring attachment with holes made on the hydrogel tube. A chitosan layer strengthens the conduit mechanically, and a collagen layer provides a scaffold for cells supporting the axonal extension. The conduits of different diameters (outer diameter approximately 2–4 mm) are fabricated. The conduit is bioabsorbable with lysozyme, and biocompatible even under bio absorption. In the neuron culture demonstration, the conduit containing Schwann cells induced the extension of the axon of neurons directed to the conduit. Our easily fabricated conduit could help the high-quality regeneration of peripheral nerves and contribute to the nerve repair surgery.

  • Multiphoton photoreduction for dual-wavelength-light-driven shrinkage and actuation in hydrogel

    Mizuguchi K., Nagano Y., Nishiyama H., Onoe H., Terakawa M.

    Optical Materials Express (Optical Materials Express)  10 ( 8 ) 1931 - 1940 2020年08月

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    © 2020 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement. The dual-wavelength-driven shrinkage of metal microstructures and hydrogel actuation are demonstrated by the fabrication of multi-metal microstructures in hydrogels by multiphoton photoreduction. Silver and gold microstructures were fabricated in a poly-Nisopropylacrylamide (PNIPAm) hydrogel. Because of the different optical resonances of the metals, wavelength-dependent shrinkage of metal microstructures was demonstrated concurrently with the volume change of the supporting hydrogel by light stimulation. Furthermore, the direction of actuation of the hydrogel was controlled by switching the wavelength of light stimulation. The results indicate the potential of multiphoton photoreduction for applications in light-driven optical components and micro-robots fabricated with soft materials.

  • ECM-based microfluidic gradient generator for tunable surface environment by interstitial flow

    Shimizu A., Goh W.H., Itai S., Karyappa R., Hashimoto M., Onoe H.

    Biomicrofluidics (Biomicrofluidics)  14 ( 4 )  2020年07月

    ISSN  19321058

     概要を見る

    © 2020 Author(s). We present an extracellular matrix (ECM)-based gradient generator that provides a culture surface with continuous chemical concentration gradients created by interstitial flow. The gelatin-based microchannels harboring gradient generators and in-channel micromixers were rapidly fabricated by sacrificial molding of a 3D-printed water-soluble sacrificial mold. When fluorescent dye solutions were introduced into the channel, the micromixers enhanced mixing of two solutions joined at the junction. Moreover, the concentration gradients generated in the channel diffused to the culture surface of the device through the interstitial space facilitated by the porous nature of the ECM. To check the functionality of the gradient generator for investigating cellular responses to chemical factors, we demonstrated that human umbilical vein endothelial cells cultured on the surface shrunk in response to the concentration gradient of histamine generated by interstitial flow from the microchannel. We believe that our device could be useful for the basic biological study of the cellular response to chemical stimuli and for the in vitro platform in drug testing.

  • ECM-based microchannel for culturingin vitrovascular tissues with simultaneous perfusion and stretch

    Shimizu A., Goh W.H., Itai S., Hashimoto M., Miura S., Onoe H.

    Lab on a Chip (Lab on a Chip)  20 ( 11 ) 1917 - 1927 2020年06月

    ISSN  14730197

     概要を見る

    © The Royal Society of Chemistry 2020. We present an extracellular matrix (ECM)-based stretchable microfluidic system for culturingin vitrothree-dimensional (3D) vascular tissues, which mimicsin vivoblood vessels. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) can be cultured under perfusion and stretch simultaneously with real-time imaging by our proposed system. Our ECM (transglutaminase (TG) cross-linked gelatin)-based microchannel was fabricated by dissolving water-soluble sacrificial polyvinyl alcohol (PVA) molds printed with a 3D printer. Flows in the microchannel were analyzed under perfusion and stretch. We demonstrated simultaneous perfusion and stretch of TG gelatin-based microchannels culturing HUVECs. We suggest that our TG gelatin-based stretchable microfluidic system proves to be a useful tool for understanding the mechanisms of vascular tissue formation and mechanotransduction.

  • ECM-Based Gradient Generator for Tunable Surface Environment by Interstitial Flow

    Shimizu A., Goh W.H., Karyappa R.B., Hashiomoto M., Onoe H.

    Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (Proceedings of the IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS))  2020-January   122 - 124 2020年01月

    ISSN  9781728135809

     概要を見る

    © 2020 IEEE. We present an extracellular matrix(ECM)-based microfluidic device that creates a spatial chemical gradient by interstitial flow. Cells located on surfaces of ECM, such as vascular and skin tissues, are influenced by external factors, including interstitial flows, but few methods have been available to recapitulate such conditions. To address this gap, we developed a microfluidic device that can expose cells cultured on the surface of ECM to a continuous concentration gradient created by the interstitial flow. With a 3D printed water-soluble sacrificial mold, we readily fabricated ECM-based microfluidic devices embedding micromixers and a gradient generator. ECM mimicked the permeability of in vivo environments. Our device will serve as a platform to study cellular phenomena occurring on the surface of ECM, such as vascularization and migration of cancer cells.

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 3次元灌流共培養のためのマイクロゲルチューブデバイス

    板井駿,尾上弘晃

    ケミカルエンジニヤリング 63 ( 11 ) 52 - 57 2018年11月

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

  • 細胞ファイバの形成技術と再生組織移植への応用

    尾上弘晃, 興津輝

    実験医学 33 ( 8 ) 1235 - 1241 2015年

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

  • 生体組織構築のための細胞ファイバ技術

    尾上弘晃, 竹内昌治

    生物物理 55 ( 4 ) 206 - 207 2015年

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

  • 曲面や粗面をつかむロボットハンドの実現に求められる樹脂吸盤 –そのニーズと開発事例-

    西田知司, 尾上弘晃

    MATERIAL STAGE 15 ( 3 ) 63 - 67 2015年

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

  • 人工的に構築したヒモ状細胞組織

    平山佳代子, 尾上弘晃, 竹内昌治

    整形・災害外科 57 ( 5 ) 563 - 570 2014年

    総説・解説(学術雑誌), 共著

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • Microfluidic reflective display with primary color sub-pixels

    Junpei Muramatsu, Hiroaki Onoe

    The 33rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2020), 2020年01月, ポスター(一般)

  • Locally bendable stimuli-responsive hydrogel actuator with axially patterned functional materials

    Nobuki Takeuchi, Shunsuke Nakajima, Yutaka Hori, Ryuji Kawano, Hiroaki Onoe

    The 33rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2020), 2020年01月, 口頭(一般)

  • pNIPAM/SWCNT-based hydrogel micro-gripper driven by infrared light for intravascular surgery

    Takaya Kuroda, Hiroaki Onoe

    The 33rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2020), 2020年01月, ポスター(一般)

  • Self-folding acute-angel origami driven by surface bending force

    Takuya Uchida, Hiroki Yasuga, Tomohiro Tachi, Eiji Iwase, Hiroaki Onoe

    The 33rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2020), 2020年01月, ポスター(一般)

  • ECM-based gradient generator for tunable surface environment by interstitial flow

    Azusa Shimizu, Wei H. Goh, Rahul Karyappa, Michinao Hashimoto, Hiroaki Onoe

    The 33rd International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2020), 2020年01月, 口頭(一般)

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 力学刺激の知能化によるin vitro3次元組織の超効率的成熟化

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 尾上 弘晃, 基盤研究(A), 補助金,  代表

  • ナノグルコースセンサが取り込まれた人工組織の開発

    2016年09月
    -
    2018年03月

    日本学術振興会, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 補助金,  代表

  • 炎症が惹起する神経変性機構解明のためのヒト血液脳関門の構築

    2016年04月
    -
    2018年03月

    日本学術振興会, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 根岸みどり, 補助金,  分担

  • マイクロファイバの自己折り畳みによる複合ゲル3次元構造構築

    2015年04月
    -
    2018年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 尾上弘晃, 補助金,  代表

  • フォトニック結晶マイクロゲルによる微小空間領域の物理化学量可視化

    2015年04月
    -
    2017年03月

    科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 尾上弘晃, 補助金, 

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Works 【 表示 / 非表示

  • Biohybird Art

    Biohybrid Art Lab with Fu Tsurumaki

    Spiral Independent Creator’s Festival, 2011, 

    2010年05月

    その他, 共同

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 給電型遠心駆動微小液滴生成装置およびその生成物

    特願: 特願2018-76379  2018年05月 

    特許, 共同, 国内出願

  • 多層構造体とその製造方法及び利用方法

    特願: 特願2017-92602  2017年05月 

    特許, 共同, 国内出願

  • 刺激応答性ファイバ,刺激応答性ファイバの製造方法,及び刺激応答性ファイバの製造装置

    特願: 特願2016-199517  2016年10月 

    特許, 単独, 国内出願

  • カラーフィルタ、これを用いた表示装置、及びカラーフィルタの作製方法

    特願: 特願2016-10932  2016年01月 

    特許, 共同, 国内出願

  • マイクロビーズ及びその製造方法

    特願: 特願2015-210971  2015年10月 

    特許, 共同, 国内出願

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2017年04月, 文部科学省, マイクロ加工技術を利用した人工生体組織構築の研究

  • 第4回新化学技術研究奨励賞

    尾上弘晃, 2014年05月, 公益財団法人 新化学技術推進協会, マイクロゲルファイバのself-foldingによる複合3次元機能材料構築法の創生

  • Outstanding paper award

    1. Yuya Morimoto, Hiroaki Onoe, Shoji Takeuchi, 2013年, Twenty Sixth International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, Muscle Based Bioactuator Driven in Air

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞

  • 五十嵐賞(最優秀講演賞)

    2011年09月, 電気学会センサ・マイクロマシン部門, 細胞ファイバーによるセンチメートルスケール三次元組織の構築

  • JIEP best paper award

    3. Tetsuo Kan, Yusuke Takei, Hiroaki Onoe, Eiji Iwase, Tetsuji Dohi, Kiyoshi Matsumoto, Isao Shimoyama, 2009年, The International Conference on Electronics Packaging, Nano-Mechanical Structure Fabrication Technology for Highly Integrated, Complex MEMS

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • マルチディシプリナリ・デザイン科学特別講義

    2021年度

  • 理工学基礎実験

    2021年度

  • 材料力学の基礎

    2021年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2021年度

  • 機械工学創造演習

    2021年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 機械工学創造演習

    慶應義塾, 2015年度, 秋学期, 演習, 兼任, 2時間, 140人

  • 理工学基礎実験

    慶應義塾, 2015年度, 春学期, 教養科目, 実習・実験, 兼任, 2時間

  • プロダクションエンジニアリング

    慶應義塾, 2015年度, 春学期, 専門科目, 演習, 兼任, 2時間, 140人

  • 機械工学実験

    慶應義塾, 2015年度, 春学期, 専門科目, 実習・実験, 兼任, 3時間, 140人

  • 機械工学創造演習

    慶應義塾, 2014年度, 秋学期, 演習

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • IEEE, 

    2016年
    -
    継続中
  • 電気学会, 

    2016年
    -
    継続中
  • 日本機械学会, 

    2013年
    -
    継続中
  • 化学とマイクロ・ナノシステム学会, 

    2010年
    -
    継続中
  • 日本生物物理学会, 

    2009年
    -
    継続中

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年04月
    -
    継続中

    広報担当・幹事, 日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門 総務委員会

  • 2017年02月
    -
    2018年01月

    主査, 電気学会 第34回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム論文委員会

  • 2017年02月
    -
    2018年01月

    広報委員, 日本機械学会 第8回マイクロ・ナノ工学 実行委員会

  • 2017年01月
    -
    2019年12月

    委員, 電気学会 立体構造や柔軟材料への微細加工、実装技術に関する若手研究者を中心とした調査専門委員会

  • 2016年02月
    -
    2017年01月

    副主査, 電気学会 第33回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム論文委員会

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