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

  • 2001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

  • マイクロ・ナノ熱工学の進展

    吉田光輝, 尾上弘晃, NTS, 2021年05月

    担当範囲: 熱駆動マイクロゲルデバイス,  担当ページ: 505-513

  • Integrated microsystems for bridging multiscale elements

    Yoshida K., Onoe H., Advances in Chemical Engineering, 2021年01月

     概要を見る

    Hydrogels are emerging as enabling materials for a wide range of new applications for soft robots because of their flexibility. Some of the polymer chains that make up the hydrogel have a nano-scale function of swelling and contracting in response to external stimuli. In addition, because the network of polymer chains is on the nanometer order, it is possible to encapsulate various functional materials. Therefore, stimulus-responsive hydrogels and functional materials encapsulating hydrogels are also being actively studied for use as soft robot components. From a fundamentals point of view, the nano-scale functions of hydrogels, fabrication method, and integration with functional materials must be considered for each specific application. This section provides a basic understanding of hydrogels and the recent development of novel fabrication and integration of hydrogel with functional materials such as magnetic nanoparticles, Pt catalyst, graphene, photonic colloidal crystal, and living cells.

  • 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

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論文 【 表示 / 非表示

  • Microfabrication of cellulose nanofiber-reinforced hydrogel by multiphoton polymerization

    Sugiyama H., Tsunemitsu K., Onoe H., Obata K., Sugioka K., Terakawa M.

    Scientific Reports (Scientific Reports)  11 ( 1 )  2021年12月

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    The mechanical strength of hydrogel microstructures is crucial for obtaining the desired flexibility, robustness, and biocompatibility for various applications such as cell scaffolds and soft microrobots. In this study, we demonstrate the fabrication of microstructures composed of cellulose nanofibers (CNFs) and poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels by multiphoton polymerization. The stress of the fabricated microstructure during tensile testing increased with an increase in the CNF concentration, indicating that the mechanical strength of the microstructure was enhanced by using CNFs as fillers. Moreover, the swelling ratio of the microstructure increased with increasing CNF concentration in the PEGDA hydrogel. Our results show the potential of the technique for the microfabrication of advanced cell scaffolds and soft microrobots with the desired mechanical strength.

  • Janus hydrogel microbeads for glucose sensing with ph calibration

    Ando M., Tsuchiya M., Itai S., Murayama T., Kurashina Y., Heo Y.J., Onoe H.

    Sensors (Sensors)  21 ( 14 )  2021年07月

    ISSN  14248220

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    We present fluorescent Janus hydrogel microbeads for continuous glucose sensing with pH calibration. The Janus hydrogel microbeads, that consist of fluorescent glucose and pH sensors, were fabricated with a UV-assisted centrifugal microfluidic device. The microbead can calibrate the pH values of its surroundings and enables accurate measurements of glucose within various pH condi-tions. As a proof of concept, we succeeded in obtaining the accurate value of glucose concentration in a body-fluid-like sample solution. We believe that our fluorescent microbeads, with pH calibration capability, could be applied to fully implantable sensors for continuous glucose monitoring.

  • Ultrasound-triggered on-demand drug delivery using hydrogel microbeads with release enhancer

    Kubota T., Kurashina Y., Zhao J.Y., Ando K., Onoe H.

    Materials and Design (Materials and Design)  203 2021年05月

    ISSN  02641275

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    Ultrasound-triggered drug delivery has been widely researched for its potential to improve the therapeutic efficacy of drugs. This paper presents drug release using hydrogel microbeads with release enhancer for efficient ultrasound-triggered drug delivery. By using a centrifuge-based microfluidic device, drug-model-encapsulating calcium alginate hydrogel microbeads containing tungsten particles with high acoustic impedance were fabricated. Because the tungsten particles work as release enhancer, the hydrogel microbeads become to have high sensitivity to ultrasound with localized variation in acoustic impedance so that the release rate of drug models improves. By applying ultrasound at 20 kHz to the hydrogel microbeads, the release of fluorescent silica nanoparticles that are a drug model for virus vectors, micelles, and proteins was tested. Importantly, the proposed hydrogel microbeads released the drug model even under a cavitation-suppressed environment. Furthermore, the additional coating on the hydrogel microbeads with poly-L-lysine enabled us to adjust the release rate of the drug model. The proposed ultrasound-triggered drug release system using release enhancer is expected to be an effective approach for expanding the varieties of applicable treatments using on-demand drug delivery systems.

  • Shape-recognizable origami sheet device with single walled carbon nanotube strain sensor

    Mori T., Onoe H.

    Journal of Microelectromechanical Systems (Journal of Microelectromechanical Systems)  30 ( 2 ) 234 - 242 2021年04月

    ISSN  10577157

     概要を見る

    This article describes a shape-recognizable sheet device using origami structures with single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) strain sensors. Recently, a sheet-like measurement system that is directly attached to an object has been attracting attention for obtaining the shape, motion, and deformation of the object as alternative systems with external cameras. However, previous sheet-like measurement systems are difficult to distinguish between the stretch and the bend of the object appropriately. Here we propose a sheet-like measurement system that can distinguish the stretch and the bend individually by using origami structures. We formed a strain sensor using SWCNTs that was deposited on a substrate to form a 5-7 nm thin film. By patterning the SWCNTs strain sensors, origami-based sheet devices were fabricated. We confirmed that our origami sheet device obtained the bending and stretching information separately by attaching the device to cylinders. We believe that the origami system could contribute to the observation of complex deformations such as artificial skin, human interface, and biomedical applications. [2020-0324]

  • Simultaneous crosslinking induces macroscopically phase-separated microgel from a homogeneous mixture of multiple polymers

    Kurashina Y., Tsuchiya M., Sakai A., Maeda T., Heo Y.J., Rossi F., Choi N., Yanagisawa M., Onoe H.

    Applied Materials Today (Applied Materials Today)  22 2021年03月

     概要を見る

    This paper reports a unique phase separation behavior, a simultaneous-crosslinking-driven phase separation in co-gelation (SPSiC) core–shell microgel that spontaneously forms from a homogeneous pre-gel solution of multiple polymers. The SPSiC microgel, composed of an alginate shell and an N-isopropylacrylamide (NIPAM) core, were synthesized by a single fabrication step wherein a mixed pre-gel solution of sodium alginate and NIPAM monomer was ejected by centrifugation with photo-polymerization and ion crosslinking instantaneously. Phase separation was modeled by varying the degree of polymerization and the size of the polymer chain. Moreover, an implantable, multi-functional drug delivery system combined with a transdermal glucose sensor was demonstrated with core–shell Janus SPSiC microgels. This work shows a macroscopic phase separation behavior, which occurs during the gelation process, and also provides a simple and unique methodology to create multifunctional bio-microprobes.

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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

  • 機械工学創造演習

    2021年度

  • 総合デザイン工学特別研究第2

    2021年度

  • 総合デザイン工学特別研究第1

    2021年度

  • 機械工学デザイン演習

    2021年度

  • バイオミメティックマイクロナノ工学

    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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