学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate
工・博前
時間割コード
Registration Code
2851508
科目区分【日本語】
Course Category
専門科目
科目区分【英語】
Course Category
Specialized Courses
科目名 【日本語】
Course Title
バイオマテリアル特論
科目名 【英語】
Course Title
Advanced Lectures on Biomaterials
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員 【日本語】
Instructor
松本 健郎 ○ 前田 英次郎
担当教員 【英語】
Instructor
MATSUMOTO Takeo ○ MAEDA Eijiro
単位数
Credits
2
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period
春 月曜日 1時限
Spring Mon 1
授業形態
Course style
講義
Lecture
学科・専攻【日本語】
Department / Program
機械システム工学専攻
学科・専攻【英語】
Department / Program
Department of Mechanical Systems Engineering
必修・選択【日本語】
Required / Selected
選択
必修・選択【英語】
Required / Selected
Elective


授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN)
奇数年度は松本分の内容,偶数年度は前田分の内容を行う

(奇数年度:松本教授)
機械工学・物理学の視点から生物・生体を捉え,その機能と構造を論ずる学問領域であるバイオメカニクス,中でも細胞のバイオメカニクスについて講ずる.まず動物細胞の構造と力学特性について学んだ後,物理的環境の変化に応答した能動的な細胞の運動・変形について理解する.またこのような細胞の機能の工学への応用に関して議論する.

(偶数年度:前田准教授)
生命科学の中でも注目度の高い研究分野であるメカノバイオロジーと再生医工学について学ぶ.メカノバイオロジーは様々なスケールでの生命現象における「力」の役割を解明することを目指している力学と生物学の学際領域である.再生医工学は組織再生を目指した材料科学,医学,生物学などの学際領域である.本講義では授業終了時に以下の能力を身につけていることを目標とする.
1. メカノバイオロジー,再生医工学がどのような研究領域か説明できる.
2. メカノバイオロジー研究の重要トピックを紹介できる.
3. メカノバイオロジー研究の最新研究論文を読み解くことができる.
4. 再生医工学研究の重要トピックを紹介できる.
5. 再生医工学研究の最新研究論文を読み解くことができる.
授業の目的 【英語】
Goals of the Course
Prof. Matsumoto is in charge in odd-numbered years, and Assoc. Prof. Maeda is in charge in even-numbered years.

(Odd-numbered years)
To study biomechanics, especially on its application to cell biology. After studying the structure and mechanical properties of animal cells, we focus on the mechanical response of cells to physical environment, and discuss engineering application of cells.

(Even-numbered years)
This class focuses on two highly-interested research topics in life science: 1) mechanobiology and 2) tissue engineering and regenerative medicine. Mechanobiology is to investigate how physical forces play roles in the regulation of events in life across multiple scales, whereas Tissue engineering and regenerative medicine is an interdisciplinary field across medicine, material science, and biology with an ultimate goal to regenerate the parts of our body when they are injured or diseased.
Through the course, students are supposed to acquire the skills 1) to understand the basic concept of these research fields, 2) to explain the latest topics of the fields and 3) to be able to read the latest research papers.
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
奇数年度は松本分の内容,偶数年度は前田分の内容を行う

(奇数年度:松本教授)
機械工学・物理学の視点から生物・生体を捉え,その機能と構造を論ずる学問領域であるバイオメカニクス,中でも細胞のバイオメカニクスについて講ずる.まず動物細胞の構造と力学特性について学んだ後,物理的環境の変化に応答した能動的な細胞の運動・変形について理解する.またこのような細胞の機能の工学への応用に関して議論する.

(偶数年度:前田准教授)
生命科学の中でも注目度の高い研究分野であるメカノバイオロジーと再生医工学について学ぶ.メカノバイオロジーは様々なスケールでの生命現象における「力」の役割を解明することを目指している力学と生物学の学際領域である.再生医工学は組織再生を目指した材料科学,医学,生物学などの学際領域である.本講義では授業終了時に以下の能力を身につけていることを目標とする.
1. メカノバイオロジー,再生医工学がどのような研究領域か説明できる.
2. メカノバイオロジー研究の重要トピックを紹介できる.
3. メカノバイオロジー研究の最新研究論文を読み解くことができる.
4. 再生医工学研究の重要トピックを紹介できる.
5. 再生医工学研究の最新研究論文を読み解くことができる.
到達目標 【英語】
Objectives of the Course
Prof. Matsumoto is in charge in odd-numbered years, and Assoc. Prof. Maeda is in charge in even-numbered years.

(Odd-numbered years)
To study biomechanics, especially on its application to cell biology. After studying the structure and mechanical properties of animal cells, we focus on the mechanical response of cells to physical environment, and discuss engineering application of cells.

(Even-numbered years)
This class focuses on two highly-interested research topics in life science: 1) mechanobiology and 2) tissue engineering and regenerative medicine. Mechanobiology is to investigate how physical forces play roles in the regulation of events in life across multiple scales, whereas Tissue engineering and regenerative medicine is an interdisciplinary field across medicine, material science, and biology with an ultimate goal to regenerate the parts of our body when they are injured or diseased.
Through the course, students are supposed to acquire the skills 1) to understand the basic concept of these research fields, 2) to explain the latest topics of the fields and 3) to be able to read the latest research papers.
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects
(奇数年度:松本教授)
材料力学,流体力学,バイオメカニクスセミナー1A

(偶数年度:前田准教授)
材料力学,材料強度学,流体力学
以下必須ではないが:バイオメカニクス,細胞生物学
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects
(Odd-numbered years)
Strength of Materials, Fluid mechanics, Seminar on Biomechanics 1A

(Even-numbered years)
Strength of materials, Continuum mechanics, Fluid mechanics
Not required but related subjects: Biomechanics, Cell biology
授業の内容【日本語】
Course Content
(奇数年度:松本教授)
受講学生に対して毎回1章を割り当て,教科書を精読する.担当者は参考書等を手がかりに内容を深く理解した上で,教科書の完全な翻訳を作成し提出するとともに,概要を受講生全員の前で報告する.この報告に基づいて学生相互の討議を進めながら理解を深める.取り上げる項目は下記の通りである:
 1.光学顕微鏡下の細胞の運動
 2.アクチン皮質
 3.筋肉の収縮
 4.細胞質微小管
 5.鞭毛と繊毛
 6.細胞の運動の統合

(偶数年度:前田准教授)
全14回の講義のうち前半7回をメカノバイオロジーに,後半7回を再生医工学に割り当てる.
1. メカノバイオロジーの基礎
2. メカノバイオロジー研究動向
3. メカノバイオロジー文献調査,発表
4. 再生医工学の基礎
5. 再生医工学研究動向
6. 再生医工学文献調査,発表

必要に応じて授業時間外に予習復習を行うほか,文献調査,発表の準備が課される.
授業の内容【英語】
Course Content
(Odd-numbered years)
In each class, a student explain an assigned chapter of the textbook after reading it and studying it extensively and deeply by referring the reference books. Other students deepen their understanding on the subject through discussion following the explanation by the assigned student. The assigned student also needs to make complete translation of the assigned chapter to Japanese as a report. We will study especially on:
1. Cell movements under microscope
2. Actin cortex
3. Contraction of muscle
4. Microtubule
5. Flagella and cilia
6. Integration of cell movements

(Even-numbered years)
1. Foundation of mechanobiology
2. Research survey of mechanobiology 1
3. Research survey of mechanobiology 2
4. Foundation of tissue engineering and regenerative medicine
5. Research survey of tissue engineering and regenerative medicine 1
6. Research survey of tissue engineering and regenerative medicine 2
Students are supposed to conduct a literature survey, the preparation for presentation outside the course hours.
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria
(奇数年度:松本教授)
出席と授業・討論への参加状況,発表・レポートの質を総合して評価する.

(偶数年度:前田准教授)
出席 (10%),レポート (40%),発表の内容 (40%),および授業への取り組み (10%)で目標到達度を評価し,100点満点で60点以上を合格とする.
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria
(Odd-numbered years)
Attendance to the class and discussion and the quality of the presentation and the report will be comprehensively evaluated.

(Even-numbered years)
Students will be evaluated based on their attendance (10%), the quality of presentations (40%) and reports (40%), and participation in the discussion (10%) for their achievement of the class purpose. A score higher than 60 is necessary to get the credits (The full score is 100).
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes
・履修条件は要しない.
・授業は対面で行うが,遠隔(オンデマンド型)とする場合もある.詳細はTACTにて通知する.
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes
No registration requirements
教科書【日本語】
Textbook
(奇数年度:松本教授)
Dennis Bray著 Cell Movements, Garland Publishing, Inc.

(偶数年度:前田准教授)
適宜プリント,資料を配布する.
教科書【英語】
Textbook
(Odd-numbered years)
Dennis Bray: Cell Movements, Garland Publishing, Inc.

(Even-numbered years)
Handouts will be provided.
参考書【日本語】
Reference Book
(奇数年度:松本教授)
細胞のバイオメカニクス,オーム社
細胞の分子生物学 第5版,ニュートンプレス

(偶数年度:前田准教授)
メカノバイオロジー,曽我部正博 編,化学同人
生体材料学,日本機械学会 編,オーム社
Introduction to Cell Mechanics and Mechanobiology, C.R. Jacobs他,Garland Science
参考書【英語】
Reference Book
(Odd-numbered years)
Cell Biomechanics, Ohm-sha
Molecular Biology of the Cell, 6th Edition, Garland Science

(Even-numbered years)
Mechanobiology, Masahiro Sokabe, Kagakudojindo (Japanese)
Seitai zairyogaku, Nihon Kikaigakkai, Ohm sha (Japanese)
Introduction to Cell Mechanics and Mechanobiology, C.R. Jacobs他, Garland Science
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
予習・復習は必須である
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours
Always prepare and review your lessons
使用言語【英語】
Language used
Mainly Japanese
使用言語【日本語】
Language used
主に日本語
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc.
座学
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc.
Classroom lecture
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class)
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class)