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J-GLOBAL ID：201802243928697123   整理番号：18A0432478

MyoRobot:筋肉および生体材料におけるvoltage/Ca~2+バイオセンサと能動/受動生体力学を評価するための新しい自動化biomechatronicsシステム【Powered by NICT】

The MyoRobot: A novel automated biomechatronics system to assess voltage/Ca²⁺ biosensors and active/passive biomechanics in muscle and biomaterials

著者 (23件)： Haug M. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Reischl B. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Prolss G. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Pollmann C. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Buckert T. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Buckert T. (Institute of Sensor Technology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Germany) ,  Keidel C. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Keidel C. (Institute of Sensor Technology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Germany) ,  Schuermann S. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Hock M. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Rupitsch S. (Institute of Sensor Technology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Germany) ,  Heckel M. (Institute of Multi Scale Simulation of Particulate Systems, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Germany) ,  Poschel T. (Institute of Multi Scale Simulation of Particulate Systems, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Germany) ,  Scheibel T. (Institute of Biomaterials, University of Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany) ,  Scheibel T. (Bayerisches Polymerinstitut (BPI), 95440 Bayreuth, Germany) ,  Haynl C. (Institute of Biomaterials, University of Bayreuth, 95440 Bayreuth, Germany) ,  Kiriaev L. (School of Medical Sciences, Faculty of Medicine, University of New South Wales, Wallace Wurth Building, Sydney, NSW 2052, Australia) ,  Kiriaev L. (Department of Physiology, School of Medicine, University of Western Sydney, Campbelltown Campus, Western Sydney, NSW, Australia) ,  Head SI (School of Medical Sciences, Faculty of Medicine, University of New South Wales, Wallace Wurth Building, Sydney, NSW 2052, Australia) ,  Head SI (Department of Physiology, School of Medicine, University of Western Sydney, Campbelltown Campus, Western Sydney, NSW, Australia) ,  Friedrich O. (Institute of Medical Biotechnology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuernberg, Paul-Gordan-Str. 3, 91052 Erlangen, Germany) ,  Friedrich O. (School of Medical Sciences, Faculty of Medicine, University of New South Wales, Wallace Wurth Building, Sydney, NSW 2052, Australia) ,  Friedrich O. (Muscle Research Center Erlangen (MURCE), Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuernberg, Germany)
資料名： Biosensors & Bioelectronics  (Biosensors & Bioelectronics)
巻： 102  ページ： 589-599  発行年： 2018年 
JST資料番号： D0173C  ISSN： 0956-5663  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 筋または高分子材料(バイオ-)力学のロバストな目的と多面的評価を,MyoRobot,自動メカトロニクスシステムを設計した。複数レベル筋バイオセンサ評価の,例えば膜電圧または収縮装置Ca~2+イオン応答(与えられたセンサのための力分解能μN0 10mN;[Ca~2+]範囲~100nm25μM)をカバーしている。退屈なマニュアルプロトコルに代わる種々の形態学的組織レベルにわたって能動的/受動的生体力学的特性に対する網羅的な情報を得た。筋力低下の機構の解明は,洗練された力プロトコルを必要とする,変化したCa~2+ホメオスタシス,電気化学的,化学的バイオセンサまたは粘弾性成分からの寄与を解剖する。単繊維レベルに全臓器から,実験的要求とハードウェア要求は増加し,限界生体力学研究電位,分解能,実験多様性と大部分,力記録の自動化に取り組むことができるただわずかな商業的メカトロニクスシステムにより反映された。MyoRobotは,高精度3D作動(例えばボイスコイル,1μmエンコーダ分解能,ステッピングモータ,4μm送り運動),及び特別に設定した制御ソフトウェアを用いた光力変換器技術を組合せ,モジュール実験パッケージと自動データ事前解析を可能にした。小束および単一筋線維では,(i)カフェイン-,(ii)電場刺激(EFS)誘導力,(iii)pCa力,(iv)スラック試験および(v)受動的長さ-張力曲線の自動記録を実証した。システムは容易にマニュアルシステム(速筋上の低速における大きな剛性二倍)からの結果を再現し,無負荷短縮速度(増加スラック長さとともに低下する)への新たな洞察を提供する。MyoRobotは筋肉研究における自動化された複雑な生体力学評価を可能にした。応用も材料科学へ拡張し,模範的クモ絹とコラーゲン生体高分子のためのここで示した。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 分解能 ,  コラーゲン ,  *生体力学 ,  弾性 ,  プロトコル ,  *バイオセンサ ,  生体高分子 ,  張力 ,  *自動化 ,  モルフォロジー ,  ロバスト性 ,  筋線維 ,  剛性 ,  粘弾性
準シソーラス用語： *生体材料 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： 骨格筋 ,  生体高分子 ,  バイオセンサー ,  バイオメカトロニクス ,  Ca~2+感受性 ,  弾性

分類 (2件)： バイオアッセイ  (EA03060N) ,  分析機器  (CC02020S)

タイトルに関連する用語 (6件)： 筋肉 ,  生体材料 ,  バイオセンサ ,  生体力学 ,  評価 ,  自動化