慶應義塾研究者情報データベース

経歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2005年04月

  -

  2006年09月

  慶應義塾大学 理工学部 特別研究助手

• 2006年10月

  -

  2009年03月

  Postdoctoral Associate, Department of Biological Engnineering, Massachusetts Institute of Technology, USA

• 2009年04月

  -

  2012年03月

  慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 専任講師

• 2012年04月

  -

  2020年03月

  慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 准教授

• 2020年04月

  -

  継続中

  慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 教授

学歴 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2000年03月

  慶應義塾大学, 理工学部, システムデザイン工学科

  大学, 卒業

• 2002年03月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 基礎理工学専攻

  大学院, 修了, 修士

• 2005年03月

  慶應義塾大学, 理工学研究科, 基礎理工学専攻

  大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 ／ 非表示 】

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• 博士(工学), 慶應義塾大学, 2005年03月

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

• ライフサイエンス / 生体医工学 （生体医工学・組織工学・細胞バイオメカニクス）

研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

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• 組織工学

• 細胞バイオメカニクス

• バイオファブリケーション

• マイクロ流体デバイス

著書 【 表示 ／ 非表示 】

著書 【 表示 ／ 非表示 】

• “Vascular Morphogenesis”, Book Series “Methods in Molecular Biology”

  Masafumi Watanabe, Ryo Sudo (Editor, Domenico Ribatti), Springer, 2021年

  担当範囲: Chapter 6 Microfluidic device setting by coculturing endothelial cells and mesenchymal stem cells,  担当ページ： 57-66

• “Hepatic Stem Cells”, Book Series “Methods in Molecular Biology”

  Ryo Sudo (Editor, Naoki Tanimizu), Springer, 2018年12月

  担当範囲: Chapter 15 Reconstruction of hepatic tissue structures using interstitial flow in a microfluidic device,  担当ページ： 167-174

• 臓器チップの技術と開発動向

  須藤 亮（酒井 康行, 金森 敏幸 監修）, シーエムシー出版, 2018年04月

  担当範囲: 第7章 マイクロ流体システムによる血管形成モデルと肝細胞3次元培養モデルの融合,  担当ページ： 193-200

• 細胞のマルチスケールメカノバイオロジー

  谷下 一夫、須藤 亮（佐藤 正明 編著）, 森北出版, 2017年05月

  担当範囲: 第6章 細胞の力学刺激にともなう器官形成,  担当ページ： 119-149

• Vascular Engineering

  Ryo Sudo, Seok Chung, Yoojin Shin, Kazuo Tanishita (Editor, Kazuo Tanishita and Kimiko Yamamoto), Springer, 2016年03月

  担当範囲: Chapter 16 Integrated Vascular Engineering: Vascularization of Reconstructed Tissue,  担当ページ： 297-332

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Construction of highly vascularized hepatic spheroids of primary hepatocytes via pro-angiogenic strategy in vitro

  Huang Y.H., Watanabe M., Yamashita T., Sudo R.

  Biofabrication 17 （ 3 ）  2025年07月

  ISSN  17585082

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  Primary hepatocytes are widely recognized for their ability to accurately represent the in vivo hepatocyte phenotype. However, traditional avascular primary hepatocyte culture models are limited by inadequate mass transfer, which leads to a rapid decline in hepatocyte function and survival. To address these challenges, vascularization of hepatic spheroids is crucial for enhancing oxygen and nutrient supply, thereby enabling the construction of larger and more complex hepatic tissues in vitro. In this study, we achieved vascularization of hepatic spheroids containing freshly isolated primary hepatocytes by incorporating fibroblasts as a source of paracrine factors to induce angiogenesis. Multicellular spheroids composed of primary hepatocytes and fibroblasts were formed in non-adhesive concave wells, and one of the spheroids was subsequently embedded in a fibrin-collagen hydrogel within a microfluidic device. Endothelial cells were then seeded onto adjacent microfluidic channels. They formed microvascular networks that extended toward and penetrated the hepatic spheroid. The vascularized hepatic spheroid closely mimicked hepatic sinusoids, with hepatocytes in close contact with microvessels. Moreover, the vascularized spheroid exhibited significantly enhanced hepatic function, specifically albumin secretion and urea synthesis. Our findings provide insights into the establishment of highly vascularized hepatic spheroids in vitro, which is crucial for constructing scalable hepatic tissues in the context of biofabrication.

  • Access to Document (DOI)

• Controlled microvasculature for organ-on-a-chip applications produced by high-definition laser patterning

  Salvadori A., Watanabe M., Markovic M., Sudo R., Ovsianikov A.

  Biofabrication 17 （ 3 ）  2025年07月

  ISSN  17585082

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  Organs-on-Chips (OoCs) are 3D models aiming to faithfully replicate in vitro specific functions of human organs or tissues. While promising as an alternative to traditional 2D cell culture and animal models in drug development, controlled realization of complex microvasculature within OoC remains a significant challenge. Here, we demonstrate how femtosecond laser patterning allows to produce hollow microvascular-like channels inside a collagen-based matrix directly within a microfluidic chip. The hydrogel preparation protocol was optimized to maintain structural stability, facilitating successful endothelialization of produced channels. The resulting microvascular structures exhibit notable physiological relevance, as evidenced by the expression of key endothelial markers (ZO-1, and VE-cadherin) and the successful reproduction of the barrier function. Furthermore, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) exposure induces a concentration-dependent increase in vascular permeability and expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1). The proposed method holds the potential to control and faithfully reproduce the vascularization process in OoC platforms, in both physiological and inflammatory conditions.

  • Access to Document (DOI)

• Advanced liver-on-chip model mimicking hepatic lobule with continuous microvascular network via high-definition laser patterning

  Watanabe M., Salvadori A., Markovic M., Sudo R., Ovsianikov A.

  Materials Today Bio 32 2025年06月

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  There is a great demand for development of advanced in vitro liver models to predict the efficacy and safety of drug candidates accurately in the preclinical drug development. Despite the great efforts to develop biomimetic models, it remains challenging to precisely mimic a functional unit of the liver (i.e., hepatic lobule) with a continuous microvascular network. Recent progress in laser patterning has allowed us to create arbitrary biomimetic structures with high resolution. Here, we propose an advanced liver-on-chip model mimicking the hepatic lobule with a continuous microvascular network, ranging from the microvessels to the central vein of the liver, utilizing femtosecond laser patterning. Firstly, we optimize the laser power to pattern microchannels mimicking the microvessel and central vein of the hepatic lobule by using a femtosecond laser within a collagen-based hydrogel containing hepatic cells. Secondly, we construct continuous microvessels with luminal structures by comparing different microchannel sizes in diameter. Finally, we assemble a millimeter-scale hepatic lobule-like structure with multiple layers of microvascular networks in the liver-on-chip. Furthermore, our liver-on-chip model exhibits major liver functions and drug-induced hepatotoxicity, as evidenced by albumin and urea productions and by a toxic response to acetaminophen, respectively. Our approach provides valuable strategies for the development of advanced physiological and pathological liver-on-chip models for pharmaceutical and toxicological studies.

  • Access to Document (DOI)

• Multi-Photon 3D Bioprinting of Scaffold Structures for Blood Vessel Formation Using Femtosecond Laser

  Suda M., Ono A., Sudo R., Taguchi Y.

  International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics 2025年

  ISSN  21605033

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  This study presents a method for applying multi-photon absorption to fabricate micro-scale scaffold structures for blood vessel formation within hydrogels, using a femtosecond laser. The structures were fabricated via femtosecond laser ablation and cavitation enabling the replication of complex micro-scale microvascular systems. A pressure control system was designed to reproduce variations in channel diameter observed in natural blood vessels. By adjusting the pressure, changes in diameter were confirmed demonstrating the influence of pressure on cavitation. Fabricated structures using the two modes were also evaluated by seeding endothelial cells and subsequent blood vessel formation was observed.

  • Access to Document (DOI)

• Novel approach for reconstruction of the three-dimensional biliary system in decellularized liver scaffold using hepatocyte progenitors

  Hirukawa K., Yagi H., Kuroda K., Watanabe M., Nishi K., Nagata S., Abe Y., Kitago M., Adachi S., Sudo R., Kitagawa Y.

  PLoS ONE 19 （ 2 February ）  2024年02月

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  Reconstruction of the biliary system is indispensable for the regeneration of transplantable liver grafts. Here, we report the establishment of the first continuous three-dimensional biliary system scaffold for bile acid excretion using a novel method. We confirmed the preservation of the liver-derived extracellular matrix distribution in the scaffold. In addition, hepatocyte progenitors decellularized via the bile duct by slow-speed perfusion differentiated into hepatocyte- and cholangiocyte-like cells, mimicking hepatic cords and bile ducts, respectively. Furthermore, qRT-PCR demonstrated increased ALB, BSEP, and AQP8 expression, revealing bile canaliculi- and bile duct-specific genetic patterns. Therefore, we concluded that locally preserved extracellular matrices in the scaffold stimulated hepatic progenitors and provided efficient differentiation, as well as regeneration of a three-dimensional continuous biliary system from hepatic cords through bile ducts. These findings suggest that organ-derived scaffolds can be utilized for the efficient reconstruction of functional biliary systems.

  • Access to Document (DOI)

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

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• Special Issue on Bio-MEMS

  Fujisawa S., Sato K., Minami K., Nagayama K., Sudo R., Miyoshi H., Nakashima Y., Okeyo K.O., Nakahara T.

  Journal of Robotics and Mechatronics 35 （ 5 ） 1121 - 1122 2023年

  ISSN  09153942

  • Access to Document (DOI)

競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

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• 三次元造形組織工学の創成

  2025年04月

  -

  2028年03月

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

• 画期的がん治療戦略に向けたグリオーマ幹細胞による不均一性出現メカニズムの解明

  2022年06月

  -

  2024年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 須藤 亮, 挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

• 胆汁排泄を実現する肝・胆管組織工学の開拓

  2020年07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, 須藤 亮, 挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

• 血管相互作用を基軸にした三次元コンプレックス組織工学の創生

  2019年04月

  -

  2023年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 須藤　亮, 基盤研究（Ｂ）, 補助金,  研究代表者

• 血管新生と神経新生の融合による三次元脳組織工学の開拓

  2018年06月

  -

  2020年03月

  文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 須藤　亮, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  研究代表者

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• Asian-Pacific Conference on Biomechanics 2021 Outstanding Abstract Award

  Yuta Chonan, Tadahiro Yamashita, Ryo Sudo, 2021年12月

  受賞区分： 国際学会・会議・シンポジウム等の賞

• 2020年度 日本機械学会賞（論文）

  Masafurmi Watanabe, Ryo Sudo, 2021年04月, 日本機械学会, Establishment of an in vitro vascular anastomosis model in a microfluidic device

  受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

• 2020年度 中谷賞奨励賞

  須藤 亮, 2021年02月, 中谷医工計測技術振興財団, 三次元組織の観測・可視化ツールとしてのマイクロ流体デバイスの開発と有用性の検証

  受賞区分： 出版社・新聞社・財団等の賞

• Journal of Biomechanical Science and Engineering, 2020 Papers of the Year

  Masafurmi Watanabe, Ryo Sudo, 2020年06月, Establishment of an in vitro vascular anastomosis model in a microfluidic device

  受賞区分： 学会誌・学術雑誌による顕彰

• Journal of Biomechanical Science and Engineering, 2020 Graphics of the Year

  Masafurmi Watanabe, Ryo Sudo, 2020年06月, Establishment of an in vitro vascular anastomosis model in a microfluidic device

  受賞区分： 学会誌・学術雑誌による顕彰

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

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• 熱流体システム第２

  2025年度

• システム生命工学

  2025年度

• システムデザイン工学輪講

  2025年度

• マイクロデバイスシステムデザイン

  2025年度

• システムデザイン工学実験第２

  2025年度

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学術貢献活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• 日本機械学会 第37回バイオエンジニアリング講演会 実行委員長

  日本機械学会バイオエンジニアリング部門,  （慶應義塾大学日吉キャンパス) , 

  2025年05月

• Editor, Biofabrication

  2022年

  -

  継続中

• Associate Editor, Journal of Biomechanical Science and Engineering

  2014年

  -

  継続中

所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

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• 日本機械学会, 

  2005年01月

  -

  継続中

• 肝細胞研究会, 

  2009年06月

  -

  継続中

• 日本再生医療学会, 

  2009年06月

  -

  継続中

• 日本バイオレオロジー学会, 

  2009年11月

  -

  継続中

• 日本生体医工学会, 

  2011年04月

  -

  継続中

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