科學研究 - 【先驅科研人】以開發對人有用的材料爲目標

量子科學技術研究開發機構
量子束科學部門高崎量子應用研究所
先進功能材料研究部主幹研究員大山智子
出生於福島縣。2012年從早稻田大學理工學術院先進理工學研究科取得博士學位（理學）。同年進入日本核能研究開發機構。擔任量子科學技術研究開發機構主任研究員，2021年起任現職。2020年當選ACT-X研究人員。

Q1：您選擇理科的契機是什麼？
A1：讀了卡爾·薩根的《宇宙》後，開始對物理可用能感興趣。

其實直到高中已經讀到一半的時候我還都打算選文科的。父母對我說「學問不分文理」，爲了找到自己想做的事情，我就去圖書館看書，偶然看到了天文學家卡爾·薩根的《宇宙》。透過這本書，我瞭解到有以哲學爲基礎的科學，於是開始對科學，尤其是物理可用能感興趣。

進入大學後，我「想學習對別人有用的東西」，在思考程序中被可以在分子和原子等微觀世界引起材料變化的「量子束」所吸引。讓我感受到量子束的魅力之處是，無需使用化學藥品等，就可以切割或連接分子，從而從根本上改變材料的性質。我想自己從零開始製造出全新的材料。這就是我進行研究的原動力。

製作培養基材使用的微細加工薄膜和正在開發的微流體器件

Q2：是什麼讓您着眼於細胞培養的？
A2：我想利用量子束創造一個與活體內相似的培養環境

我聽說被稱爲不治之症的疑難雜症經常因爲無法順利培養提取出來的細胞而難以找到病因。我們生病時會從身體中採取細胞調查終極因數，但細胞培養大多都是在硬塑膠板上進行的。而身體中的細胞是在由蛋白質、糖等構成的果凍狀柔軟的環境中活動的，所以被放到不同環境中的細胞會表現出與活體內完全不同的行為。在這種狀態下調查，往往無法查到準確的病因。因此，我覺得利用量子束「也許可以創造出與活體內相似的環境」，這就是我決定開發細胞培養基材的終極因數。

2021年7月，我成功開發出了即使細胞向黏着面施加極小拉力下也會變形的「柔性細胞培養膜」。硬塑膠上的細胞只能以平面狀擴展，而在這個薄膜上培養時，細胞可以形成褶皺和突起等空間結構。目前還正在研究將其用作適合胃和腸等不平坦器官表面移植冶癒用的細胞片。

在ACT-X能與以前未接觸過的領域的人進行交流。由此得知很多人都在細胞培養方面遇到了困難，並瞭解到他們想要什麼樣的培養基材，感覺爲自己的研究找到了方向。

Q3：您10年後的目標是什麼？
A3：希望我製作的細胞培養基材能成爲新的標準。

僅憑培養細胞很難了解活體內的現象，例如，要想準確評估藥效，犧牲了很多動物。爲了儘量改善這種情況，我想製造能更準確地再現活體內細胞行為，併發揮特定細胞功能的培養基材。目標是10年後成爲細胞培養基材的新標準。

另外，不僅僅是培養基材，我還在改良和開發人工血液管等移植醫療器材。希望能與物理可用能、化學、生命科學、醫學、藥學等不同領域的研究人員共同推進研發。今後也打算繼續操作擴大量子束可能性的挑戰。