武田 直也 (タケダ ナオヤ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.waseda.jp/sem-takeda/index.html

プロフィール

1995年 日本学術振興会 特別研究員(DC1) 1998年 日本学術振興会 特別研究員(PD) 2001年 東京女子医科大学 先端生命医科学研究所 助手 ((兼)脳神経外科 助手) 2004年 早稲田大学 先端科学・健康医療融合研究機構 生命医療工学研究所 講師 2005年 早稲田大学 先端科学・健康医療融合研究機構 生命医療工学インスティテュート 助教授 2007年 早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 生命医科学科 准教授 2018年 早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 生命医科学科 教授

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

  • 附属機関・学校   グローバルエデュケーションセンター

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  • 2005年
    -
    2007年

    早稲田大学   大学院アジア太平洋研究科   経営学専攻(専門職)  

  • 1993年
    -
    1998年

    東京大学   大学院工学系研究科   化学生命工学専攻  

  • 1989年
    -
    1993年

    東京大学   工学部   工業化学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • Waseda University   Master of Business Administration in Technology Management

  • The University of Tokyo   Doctor of Engineering

  • 早稲田大学   経営学修士(専門職)

  • 東京大学   博士(工学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2018年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   理工学術院 先進理工学部 生命医科学科   教授

  • 2014年
    -
    継続中

    東京女子医科大学   大学院看護学研究科   非常勤講師

  • 2004年
    -
    継続中

    東京女子医科大学   先端生命医科学研究所   非常勤講師

  • 2020年04月
    -
    2022年03月

    東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 非常勤講師

  • 2007年
    -
    2018年

    早稲田大学   理工学術院 先進理工学部 生命医科学科   准教授

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    日本人工臓器学会

  •  
     
     

    日本DDS学会

  •  
     
     

    日本神経科学学会

  •  
     
     

    日本再生医療学会

  •  
     
     

    高分子学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 高分子材料   刺激応答材料、センシング材料

  • 構造材料、機能材料

  • 薄膜、表面界面物性   ナノ薄膜

  • ナノバイオサイエンス

  • 高分子化学

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研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • バイオマテリアル、機能性高分子材料、ソフト界面、細胞・組織工学、再生医療、Bio-MEMS

論文 【 表示 / 非表示

  • Self-healing polyurethane elastomers based on charge-transfer interactions for biomedical applications

    Keiichi Imato, Hidekazu Nakajima, Ryota Yamanaka, Naoya Takeda

    Polymer Journal   53 ( 2 ) 355 - 362  2021年02月  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

    DOI

  • Enhanced mechanical properties and cell separation with thermal control of PIPAAm-brushed polymer-blend microfibers

    Kenichi Nagase, Risa Shukuwa, Hironobu Takahashi, Naoya Takeda, Teruo Okano

    Journal of Materials Chemistry B   8 ( 28 ) 6017 - 6026  2020年  [査読有り]

    担当区分:責任著者

     概要を見る

    <p>Thermoresponsive microfibers with enhanced mechanical properties for temperature-modulated cell separation were developed by electrospinning of blending PVBC and PBMA, and by subsequently modifying the microfibers with PIPAAm <italic>via</italic> ATRP.</p>

    DOI

  • Fluorescent supramolecular mechanophores based on charge-transfer interactions

    Keiichi Imato, Ryota Yamanaka, Hidekazu Nakajima, Naoya Takeda

    Chemical Communications   56 ( 57 ) 7937 - 7940  2020年  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

     概要を見る

    <p>Supramolecular mechanofluorophores based on charge-transfer interactions between fluorescent electron-rich pyrene and electron-deficient naphthalene diimide(s) are newly developed and show turn-on fluorescence upon application of mechanical forces.</p>

    DOI

  • Cell adhesion control by photoinduced LCST shift of PNIPAAm-based brush scaffolds

    Keiichi Imato, Kazuho Nagata, Rina Watanabe, Naoya Takeda

    Journal of Materials Chemistry B   8 ( 12 ) 2393 - 2399  2020年  [査読有り]

    担当区分:最終著者, 責任著者

     概要を見る

    <p>Cell adhesion was markedly regulated on spiropyran-containing PNIPAAm-based brush scaffolds by photoinduced LCST shift across a standard culture temperature.</p>

    DOI

  • A stable protocol for the fabrication of transplantable human oral mucosal epithelial cell sheets for clinical application

    Yoshiyuki Kasai, Ryo Takagi, Shinichiro Kobayashi, Toshiyuki Owaki, Naoyuki Yamaguchi, Hiroko Fukuda, Yusuke Sakai, Yoshinori Sumita, Nobuo Kanai, Hajime Isomoto, Kengo Kanetaka, Takeshi Ohki, Izumi Asahina, Kazuhiro Nagai, Kazuhiko Nakao, Naoya Takeda, Teruo Okano, Susumu Eguchi, Masayuki Yamato

    Regenerative Therapy   in press  2019年12月  [査読有り]

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • チップ基材の表面形状および性状が細胞に与える影響, 臓器チップの技術と開発動向

    今任 景一, 武田 直也( 担当: 共著)

    シーエムシー出版  2018年

Misc 【 表示 / 非表示

  • 紙を基盤とする二層器材を用いた自律駆動型灌流培養システム

    武田 直也

    Cellulose Communications   26 ( 4 ) 168 - 172  2019年12月  [招待有り]

  • 灌流培養のための紙を使った自律駆動型連続送液システムの設計

    有坂 慶紀, 尾﨑 愛, 今任 景一, 武田 直也

    バイオマテリアル –生体材料-   36 ( 2 ) 156 - 157  2018年04月  [査読有り]

  • 微細構造表面と温度応答性高分子を用いた細胞分離技術の開発

    長瀬健一, 宿輪理紗, 小沼隆大, 大和雅之, 武田直也, 岡野光夫

    バイオマテリアル-生体材料-   36 ( 2 ) 158 - 159  2018年04月  [査読有り]

  • 可逆的かつ長期安定的に高い細胞パターニング機能を実現するスピロピラン導入光応答性ソフト界面の創製

    有坂 慶紀, 何 迪, 今任 景一, 武田 直也

    Colloid & Interface Communication   43   20 - 23  2018年  [招待有り]

  • Navigation of Neurite Elongation and Fabrication of the Networks of Neural Cells with Fine Resolution on the Novel Cell Culture Surface Patterned by Electron Beam Lithography

    N. Takeda, N. Yoshino, Y. Edagawa, N. Shimamoto

    Neurosci. Res.   65 ( Suppl. 1 ) e219  2010年

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 光に応答して可逆的に表面相分離構造を変える細胞培養用基材

    武田 直也, 今任 景一, 坂野 誠人, 松下 武司, 福士 英明, 謝 小毛

    特許権

  • チキソトロピー性を有するゲルを用いる多層3次元細胞培養足場システム

    武田 直也, 今任 景一, 米田 憲司, 田中 智, 神野 和人, 後居 洋介

    特許権

  • 導電性ポリマー層と細胞接着用ポリマー層とを含む多層膜からなる細胞培養用基材

    武田 直也, 今任 景一, 田中 啓太, 中谷 美沙, 謝 小毛, 福士 英明

    特許権

  • 細胞捕捉装置及びそれを利用した細胞操作方法

    荒川 貴博, 武田 直也, 山口 佳則, 枝川 義邦

    特許権

  • タンパク質又は遺伝子導入用試薬

    5403324

    武岡 真司, 武田 直也, 胡桃坂 仁志, 坂根 勲, 池ヶ谷 菜海子, 小幡 洋輔, 齋藤 俊介

    特許権

その他 【 表示 / 非表示

  • [1] (財)カシ...

     概要を見る

    [1] (財)カシオ科学振興財団研究協賛事業,「神経筋接合部により運動機能を制御するin vitro再生骨格筋組織の構築」,2011/11/1〜2013/10/31.
    [2] (財)松籟科学技術振興財団・2009年度研究助成,「細胞の分化・極性を制御するナノ構造化高分子培養基板システムの構築」,2010/4/1〜2011/3/31.
    [3] (財)熊谷科学技術振興財団・平成16年度試験研究助成,「温度応答性高分子を基盤としたインテリジェントな遺伝子デリバリーシステムの構築とその応用」,2004/9/1〜2006/3/31.

受賞 【 表示 / 非表示

  • 第15 回学術大会奨励賞

    2020年11月   ナノ・バイオメディカル学会  

    受賞者: 大貫真依 長澤真理 土戸優志 武田直也

  • 第9回CSJ化学フェスタ2019 優秀ポスター発表賞

    2019年10月   日本化学会  

    受賞者: 坂野 誠人, 田

  • 第41回日本バイオマテリアル学会大会ハイライト発表

    2019年   日本バイオマテリアル学会  

    受賞者: 長澤 真理, 土戸 優志, 武田 直也

  • Excellent Presentation Award, 2nd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO

    2019年   高分子学会 関東支部  

    受賞者: 三宅 裕太郎

  • 第68回高分子討論会 優秀ポスター賞

    2019年   高分子学会  

    受賞者: 西田 春霞

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • チキソトロピー性セルロースナノファイバーゲルを基盤とした生体組織作製系の創成

    研究期間:

    2018年06月
    -
    2020年03月
     

  • チキソトロピー性セルロースナノファイバーゲルを基盤とした生体組織作製系の創成

    挑戦的研究(萌芽)

    研究期間:

    2018年06月
    -
    2020年03月
     

     概要を見る

    独自開発したマイクロ流体デバイスを用いて、生体適合性・チキソトロピー性・高いアスペクト比のセルロースナノファイバー(CNF)ゲルを細胞培養層とした、多層ゲルファイバー培養場を作製し、包埋した細胞を分化・成熟させることで長大で複雑なヒト筋組織・血管組織を構築する

  • 組織構築を誘導するセルロースナノファイバー培養場の開発

    機能検証フェーズ 試験研究タイプ

    研究期間:

    2018年09月
    -
    2019年08月
     

     概要を見る

    様々な特性のCNFを用いて細胞からの血管や筋組織形成への影響を解明し、最適な培養場の作製方法を確立する。

  • 電荷移動錯体の高感度力学プローブを有する高分子材料の創製とメカノバイオロジー応用

    研究期間:

    2016年08月
    -
    2018年03月
     

     概要を見る

    本研究では、可逆的に解離・結合する蛍光性分子間の電荷移動(CT)相互作用を用いて、高感度なメカノプローブを開発し、高分子鎖に化学的に導入することで、高分子材料における微小応力を可逆的に検出することを目的として研究を実施した。設計したプローブとそれを有する高分子材料を合成したが、目的とする微小応力の可逆的検出は達成できなかった。一方、CT相互作用を可逆的な物理架橋点として高分子材料(エラストマー)中に導入した場合に、材料が穏和な環境下で自己修復性を示し、細胞培養足場としても利用可能であることが明らかとなった

  • 三次元層流マイクロ流体デバイスによる同軸多層ゲルファイバーを足場とした成熟血管組織作製システムの創成

    研究期間:

    2015年12月
    -
    2016年11月
     

     概要を見る

    新型の高性能な同軸多層型の三次元層流PDMSマイクロ流体デバイスを用いて、 タンパク質またはペプチドを組み込み細胞接着性を増大させたゲルファイバー材料を開発する。これを細胞培養場に用いて、三次元の生体組織を作製する。

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Mechano-stress Sensing by Fluorescent Visualization of Supramolecular Polymers Possessing Charge-transfer Complex

    Yuji Tsuchido, Ryota Yamanaka, Hidekazu Nakajima, Naruki Ito, Kenta Iitani, Keiichi Imato, Naoya Takeda

    RSC Tokyo International Conference 2020  

    開催年月:
    2020年12月
     
     
  • Photocontrol of Wettability and Cell Adhesion on Nanofilm Surfaces of Copolymers Having Spiropyran Molecules and PEG Block

    Masafumi Mukasa, Mitsuya Yamamoto, Kenta Iitani, Yuji Tsuchido, Naoya Takeda

    3rd Glowing Polymer Symposium in KANTO  

    発表年月: 2020年11月

    開催年月:
    2020年11月
     
     
  • バイオマス由来ナノ材料三次元培養場を用いた管腔構造をもつ血管組織の作製

    角田敬正, 西田春霞, 土戸優志, 関口哲志, 庄子習一, 武田直也

    第15回ナノバイオメディカル学会大会  

    発表年月: 2020年11月

    開催年月:
    2020年11月
     
     
  • 紙とマイクロファイバーの二層構造基材を用いた気液界面培養による腸管上皮組織の構築

    大貫真依, 長澤真理, 土戸優志, 武田直也

    第15回ナノバイオメディカル学会大会  

    発表年月: 2020年11月

    開催年月:
    2020年11月
     
     
  • パターン化温度応答性培養基材を用いた筋衛星細胞からの配向化ヒト骨格筋組織の作製

    石山果穂, 高橋宏信, 清水達也, 武田直也

    第10回CSJ化学フェスタ2020 ―日本化学会秋季事業―  

    発表年月: 2020年10月

    開催年月:
    2020年10月
     
     

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • セルロースナノファイバーの外科手術材料への応用

    2020年  

     概要を見る

    外科手術に用いる材料としての、セルロースナノファイバーの有効性を評価した。さまざまな形状や分子構造を有する複数種類のセルロースナノファイバーについて物理化学特性を詳細に定量測定し、外科材料として適当な種類と使用条件の最適化を行った。また、手術を模擬した実験において、使用目的を十分に満たす性能を有することを確認し、既存の代替材料と比較しても高い機能が期待できることを実証した。さらに、使用前後で材料特性が大きく変化することを新たに見出し、その機構についても解析を行った。さらに、生物学的手法をもちいて、セルロースナノファイバーが生体に与える影響についても解析を行った。

  • マイクロファイバーの複合材料化によるバイオ基材への応用

    2020年  

     概要を見る

    電界紡糸マイクロファイバーに他の材料や分子を組み合わせて複合化し、新たなバイオ材料を作製した。ナノ構造を導入した二次元材料と組み合わせた複合材料は、細胞培養基材として有効であることを実証した。培養した細胞は高次構造を有する組織を形成し、生体組織と同様の機能を発現することも確認した。電界紡糸マイクロファイバーに他の生体分子を組み合わせた複合材料については、ファイバーに用いる材料の最適化を行った。その結果、生体分子の機能を維持したまま複合化できることを実証した。さらに、ファイバーを加工してデバイス構築へと展開し、ファイバー形状がデバイス性能に影響することも見出した。

  • 気液界面培養システムによる生体の構造・機能を有する腸管上皮モデル組織の作製

    2019年  

     概要を見る

    医薬品や機能性食品等の開発に有用な、生体同様の形態と機能を有する腸管上皮モデル組織を構築した。腸管の内腔は気層に面するため、本研究では、気相に接した気液界面で腸管上皮細胞を培養できる、紙の上に高分子マイクロファイバーをマット状に紡糸した二層構造からなる培養器材を開発した。上層の高分子ファイバーで高い細胞接着性を実現し、下層の紙に保持した培養液をファイバーの間隙から上層へ供給して気液界面培養を可能とした。作製した腸管上皮モデル組織は、小腸に特有の絨毛突起様の三次元構造体を形成し、apical面には微絨毛や細胞間には密着結合が形成された。また、消化酵素や薬物代謝酵素も発現し、粘液産生能が顕著に増大した。

  • 界面π造形の可逆的光制御システムの構築と細胞挙動操作

    2017年  

     概要を見る

     光応答性スピロピラン分子(SP)を導入した疎水ブロックと親水ブロックからなるジブロック共重合体を合成し、アルキル基で疎水化したガラス基材へナノ薄膜状に修飾した光応答性基板を開発した。特に、高分子組成および基材界面のアルキル鎖を系統的に変化させ、光刺激に対する表面物性ならびに細胞接着性の変化を評価した。その結果、表面親疎水性変化(親水→疎水)がSPの光異性化に伴う極性変化(疎水→親水)と相反し、また紫外光の照射で細胞が接着・伸展し可視光の照射では細胞は脱着した。この現象は、高分子鎖の動的な高次構造変化に起因し、高分子間のみならず高分子薄膜と基材界面での相互作用も重要であることを明らかにした。

  • 再生医工学への応用に向けた芯/鞘二重構造マイクロファイバーの高機能化戦略

    2017年   今任 景一

     概要を見る

    &nbsp; エレクトロスピニング法により芯/鞘二重構造を持つ機能性マイクロファイバーを作製し、細胞培養基材に応用した。紫外光照射でナノ鞘層の高分子表面のぬれ性が増すファイバー基材では、光刺激により細胞の接着性が有意に増大した。この光制御機能は、光応答性を担う分子の高分子鎖内への導入率が高いほど向上した。また、芯層に導電性高分子を導入して、細胞接着性の高分子の鞘層で被覆したファイバー材料も作製した。このファイバー基材上で筋芽細胞を培養すると、電位を負荷しない条件にもかかわらず鞘層のみの足場と比較して増殖率および筋管形成率が有意に増大し、再生筋組織の作製基材として優れることを見出した。

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現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2015年
    -
    継続中

    日本バイオマテリアル学会  評議員

  • 2013年
    -
    継続中

    Bio4Apps  Program Committee member

  • 2002年
    -
    継続中

    (一財)マイクロマシンセンター  国内外技術動向調査委員会委員

  • 2010年
    -
    2018年

    未踏科学技術協会 インテリジェント・ナノ材料研究会  企画幹事

  • 2015年
    -
     

    Japanese Society for Biomaterials  Councilor

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社会貢献活動 【 表示 / 非表示

  • マイクロ・ナノバイオテクノロジーを駆使して、血管や筋肉組織をつくる

    Harima Quarterly  (137:6―9.) 

    2018年
    -
     

メディア報道 【 表示 / 非表示

  • 筋芽細胞培養に新たな道 (報道)

    日経産業新聞(報道)  

    2017年11月

  • 培養細胞、生存率6倍 (報道)

    日経産業新聞(報道)  

    2011年01月

     概要を見る

    早大「培養細胞、生存率6倍」、ゲル流せる容器開発、栄養・酸素 豊富に