私たちの身体を構成している細胞は、ある目的を達成すべく常に自由に動き回ったり、あるいは適正な場所に定着したりして機能を発揮し続けます。また、個体が発生し組織を形成していく時や、がんの浸潤・転移の時には、細胞が活発に動き回ることが知られています。こうした細胞の移動を制御するために、これまで、化学物質や電場などで細胞を刺激する侵襲的な方法が提案されてきましたが、こうした外的ストレスは、細胞自体に悪影響を及ぼす懸念がありました。また、足場材料と細胞間の相互作用を利用して移動を制御する方法は、非侵襲的ではありますが、比較的制御が容易な低移動性の細胞を用いた研究に限られていました。

イノベーション推進センターVCADシステム研究プログラム細胞シミュレーションチームと加工応用チームは、韓国のプサン大学と協力し、高移動性で典型的なモデル細胞の「ケラトサイト」が、シリコン製のチップに刻んだマイクロメートルサイズの凹凸に出会った時の挙動を、リアルタイムに観察しました。その結果、狭い単線溝や格子状溝（幅1.5μm ）では90％以上の確率で細胞がはね返され、少し幅広（幅4μm）の格子状溝にはトラップされることを発見しました。トラップされた細胞の移動効率は、平らな領域と比べて、100分の1以下に低下することも分かりました。

凹凸の大きさやパターンに依存した細胞の移動制御は、細胞に直接ストレスを与えない非侵襲的である、というメリットがあります。そのため、正常細胞とがん細胞を区別する診断チップや、目的の形状に誘導するためのパターニングチップにも活用でき、バイオマテリアル設計に新たなコンセプトをもたらします。