KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 10592529

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検索結果: 16件 / 研究者番号: 10592529

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1. 機械刺激による骨強化機構の新原理探求とそれに基づく骨超越材料の創製

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2028-03-31交付
キーワード	荷重負荷 / 骨組織培養 / オステオサイト / 結晶化 / 骨超越材料
研究開始時の研究の概要	現在大きな社会的課題である長期の寝たきりや宇宙滞在は重度の骨劣化をもたらし、その回復は既存の骨密度医療の方法論では治癒することができない。骨医療の基礎・臨床で最重要の未解決課題である「『機械刺激』と『骨強度』の機構解明」に材料工学と細胞生物学の融合的アプローチにより挑戦する。「機械刺激は骨密度変化に ...

2. 材料工学に基づく骨配向化原理の解明と新規骨基質誘導型骨代替インプラントの創製

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2023-04-01 – 2026-03-31交付
キーワード	骨配向性 / 骨代替インプラント / 金属積層造形法 / 内在的骨配向化機構 / 骨系細胞
研究開始時の研究の概要	骨の力学特性を支配する骨配向化（コラーゲン線維／アパタイト結晶の原子レベルでの微細組織）を誘導し骨機能の回復のためには、生体自発的な骨配向機構を理解し、人為的な制御が求められる。その実現のためには材料工学的手法と生物学的手法の両面、さらには融合的な手法からの研究を行うことが不可欠である。起源の異なる ...

3. 「バイオハイエントロピー合金」X「超急冷金属3Dプリンティング」による新学術開拓

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2025-03-31交付
キーワード	バイオハイエントロピー合金 / 超急冷金属3Dプリンティング / BioHEA材料学 / 完全固溶状態 / 生体適合性
研究開始時の研究の概要	研究代表者は2017年に生体為害性（毒性）元素を含まないTi-Zr-Nb-Ta-Mo系生体用ハイエントロピー合金（BioHEAと命名）の創製に世界に先駆けて成功した。本研究では、超急冷金属3Dプリンティングを駆使することで理想的な完全固溶状態を持つ「真のBioHEA」の創製に挑戦するとともに、真のB ...
研究実績の概要	理想的な完全固溶状態を実現した真のBioHEA の創製に挑むとともに、真のBioHEA が発揮する非線形的機能（超高強度・延性・生体親和性等）発現への学理構築を目指し、以下の具体的研究項目を実施した。
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (8件うち国際共著 1件、査読あり 8件、オープンアクセス 8件) 学会発表 (10件うち招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (1件)

4. 骨機能化のための４D配向化骨臓器の創製

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2025-03-31交付
キーワード	4Dプリンティング / 人工臓器 / 骨配向性 / 骨機能制御 / 外場制御 / ４Ｄプリンティング
研究開始時の研究の概要	材料工学的立場から疾患骨の回復や骨再生を鑑みた場合、生体材料による骨代替がこれまでなされ、超高齢社会におけるQOL（生活の質）の向上に大きく貢献した。さらに現状、骨密度医療がなされている中で、骨基質配向性が本来最も考慮すべき因子であることが解明されたことで、骨密度研究から骨基質配向化研究へ、骨研究・ ...
研究実績の概要	本研究では骨制御の「3D」から「4D」への変革に挑戦し、配向化に基づく骨機能の本質理解を目指す。これまでにバイオプリンタによる配向化細胞積層化、さらにそれら細胞間での機能的な相互作用を実現してきた。骨複雑系を構成する異種細胞を単一細胞レベルで描画、細胞間での相互作用を制御しつつ、外的因子負荷をコント ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (9件うち査読あり 9件、オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件うち招待講演 1件) 備考 (1件)

5. 超温度場バイオマテリアル創成科学

計画研究

研究種目	学術変革領域研究(A)
審査区分	学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関	富山大学
研究代表者	石本卓也富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 教授
研究期間 (年度)	2021-09-10 – 2026-03-31交付
キーワード	超温度場 / チタン合金 / バルク / 表面 / 絶対安定 / レーザー粉末床溶融結合法 / 金属バイオマテリアル / 超急冷 / 3Dプリント / 生体との相互作用 / バイオマテリアル / 急冷 / 不安定相 / 単結晶 / 細胞・骨誘導 / 異方性
研究開始時の研究の概要	3Dプリント（3DP）が生み出す「超温度場」を駆使して、骨に用いるバイオマテリアルを具体的なターゲットとし、「表面」と「バルク」の両観点から高機能なデバイスを創製するための科学的な取り組みを行う。3DPを用い、（バルク）原子の配列やその方向を緻密に制御するとともに、表面には細胞制御のための形態的・化 ...
研究実績の概要	2022年度は、「バルク」に関しては、前年度創製した生体用Ti-X基合金（Xはβ相安定化元素）のレーザ積層造形体（角柱状試料）について、結晶相をXRD、TEM、STEMにより同定し、結晶集合組織をFE-SEM-EBSDにより解析、さらに、ヤング率、降伏応力を引張試験によって解析した。純金属粉末を出発 ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している
研究領域	超温度場材料創成学：巨大ポテンシャル勾配による原子配列制御が拓くネオ３Ｄプリント

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件、オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件うち国際学会 1件、招待講演 4件)

6. 材料工学を基軸にした骨基質配向化サイエンスの構築

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2020-07-30 – 2022-03-31完了
キーワード	骨基質配向化サイエンス / 骨基質微細構造 / 骨質 / アパタイト / オステオサイト / メカノセンシング / 骨基質タンパク質 / 非コラーゲン性タンパク質
研究開始時の研究の概要	骨アパタイト結晶の配向性は、新たな骨質指標として、従来指標の骨密度以上に重要である。骨配向性の乱れは、再生骨や疾患骨の低強度化の主要因となることから、生体内で骨配向化異常をもたらす生理学的作用の理解が求められる。そのためには、材料工学に基づく骨基質配向性の解析に加えて、生理学的機能に基づく配向化の機 ...
研究成果の概要	材料学を基軸に生物学との融合により、生体の生理的特性や遺伝子情報に基づく骨基質配向化形成の機序解明を目指した新融合分野「骨基質配向化サイエンス」を開拓した。具体的には、骨基質中のメカノセンサーであるオステオサイト機能に着目し、骨基質配向化の生物学的機序を発見した。応力場の負荷による骨基質配向化が、オ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (12件うち査読あり 12件、オープンアクセス 7件) 学会発表 (17件うち招待講演 4件) 備考 (1件)

7. がん転移が骨機能不全をもたらす原理解明ー革新的「骨配向性がん医療」実現を目指して

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2024-03-31交付
キーワード	がん転移 / 骨配向性 / 細胞間相互作用 / 細胞配列 / アパタイト結晶 / 前立腺がん / 乳がん
研究開始時の研究の概要	がん転移骨は著しい骨力学機能の低下をもたらし、再骨折リスクの上昇など深刻な病態を招く一方で、その機序は依然として不明であり、有効な治療法も得られていない。骨の機能化には、骨密度以上に骨の力学機能を支配する、材料工学に基づく骨質指標である骨配向性に基づいた機能発現が不可欠である。本研究では、転移骨にお ...
研究実績の概要	ここまでの進捗で、in vivo、ex vivoおよびin vitroの異なるアプローチからがん転移モデルを作製し、それらモデルを用いることでがん種に応じた骨配向性変化とその要因となる細胞間作用について明らかにした。本年度は、これらがん転移モデルを駆使しつつ、新たに抗がん剤や破骨細胞活性抑制剤、骨粗 ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (17件うち国際共著 1件、査読あり 17件、オープンアクセス 9件) 学会発表 (25件うち国際学会 1件、招待講演 3件) 備考 (1件)

8. 金属結晶原子ステップが操る細胞の秩序配列化

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 工学研究科, 特任講師(常勤)
研究期間 (年度)	2018-06-29 – 2020-03-31完了
キーワード	骨芽細胞 / 細胞配列 / 塑性変形 / すべり変形 / 双晶変形 / すべり線 / 双晶トレース / 金属結晶
研究成果の概要	塑性変形による表面起伏を駆使した細胞制御に挑戦し、すべり線／双晶トレースに沿った細胞配列化制御を達成した。塑性変形による表面形状は、接着斑により認識され、細胞内へのシグナル伝達により細胞配列化を制御したと考えられる。本成果により、金属材料の塑性変形挙動の解明は、材料の変形機構理解のために必要不可欠で ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (7件うち査読あり 6件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件うち国際学会 1件、招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

9. 骨異方性誘導のための「異方性の材料科学」の構築

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
審査区分	大区分D
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 大学院工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2018-06-11 – 2023-03-31完了
キーワード	異方性の材料科学 / 金属3Dプリンタ / インプラント / 骨異方性 / 細胞間相互作用 / オステオカルシン / アパタイト / コラーゲン / 耐食性 / 金属３Dプリンタ / 異方性インプラントロジー
研究成果の概要	自発的異方性骨配向化機構解明、ならびに人為的骨異方性促進材料・インプラントの創製を両輪として研究を推進してきた。当初目標を上回る、独創性や新規性が高い成果が多数得られ、最終目標である学理構築を達成した。具体的一例として、OCNタンパクが、骨形成マーカとしての古典的役割とはまったく異なる、骨異方性形成 ...
事後評価所見 (区分)	A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の成果があった
中間評価所見 (区分)	A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の進展が認められる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (193件うち国際共著 18件、査読あり 191件、オープンアクセス 85件) 学会発表 (274件うち国際学会 20件、招待講演 84件) 図書 (19件) 備考 (1件) 産業財産権 (4件うち外国 1件)

10. 骨自発的・人為的アプローチによる骨配向化機構の解明と制御

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2019-03-31中途終了
キーワード	自発的骨配向化 / 人為的骨配向化促進 / インプラント / 骨アパタイト配向性 / 配向化機構
研究実績の概要	骨配向化制御は、骨自発的配向化誘導のためのメカニズム解明、および骨類似配向化機能発現を可能とする骨代替インプラントの創製、を両輪としてはじめて達成可能である。本課題では、生体骨が自発的・内在的に持つ配向化機構の解明、ならびにあたかも生体骨として振舞う骨配向化促進インプラントの創製を最終目標に、骨自発 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

11. 骨基質配向化機構解明のための骨生物材料科学の構築

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
研究分野	材料工学およびその関連分野
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2020-03-31完了
キーワード	骨生物材料科学 / 破骨細胞 / 遺伝子欠損マウス / 配向化制御機構 / 血管微細構造 / 共培養モデル / 骨配向性 / 共培養 / 血管ネットワーク
研究成果の概要	遺伝子や機能性タンパク質レベルでの骨基質配向性の制御機構解明に挑戦し、「骨生物材料科学」という新たな学術分野を開拓した。生物が作り出す配向化構造制御機構の本質的理解に基づき、骨材料学と骨生物学の両者の融合により初めて可能となる新学術体系「骨生物材料科学」の構築を達成した画期的成果である。具体的には、 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (33件うち国際共著 2件、査読あり 33件、オープンアクセス 18件) 学会発表 (93件うち国際学会 10件、招待講演 27件) 図書 (3件) 備考 (1件)

12. 特異な「直交性骨配向化現象」の解明と骨配向化を自在に制御可能な新規生体材料の創製

研究課題

研究種目	若手研究(A)
研究分野	構造・機能材料
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 工学研究科, 特任講師(常勤)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	細胞配列 / 骨配向性 / 骨芽細胞 / 直交配向化 / 接着斑 / アパタイト / 直交配向 / 遺伝子 / 細胞配向
研究成果の概要	本研究課題では、材料工学をベースにして初めて見出された、材料表面形状に応じて発現する「直交性骨配向化」機構解明とその原理に基づく骨基質配向化制御に取り組み、以下の具体的成果を得た。 (1）ナノ～ミクロンオーダー配向溝に対して配列化した骨芽細胞が形成する骨基質の配向化方向の定量的解析に基づき、「平行性 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (24件うち査読あり 24件、オープンアクセス 15件) 学会発表 (37件うち国際学会 2件、招待講演 6件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

13. セラミック半導体の光応答を利用した細胞培養デバイスの開発

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	構造・機能材料
研究機関	関西大学
研究代表者	上田正人関西大学, 化学生命工学部, 教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	生体材料 / セラミックス / 光化学反応
研究成果の概要	光応答セラミックスを利用して，細胞の基盤への接着を酵素処理フリーで制御することを目的とした。TiO2とSrTiO3は，バンドギャップが3.0-3.2 eVのn型半導体であり，紫外光（UV）照射で光触媒反応を呈する。そのセラミックスをSiO2上にRFスパッタリングで成膜した。その表面では暗所下で細胞が ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件) 学会発表 (28件うち国際学会 13件、招待講演 4件) 備考 (1件)

14. オステオサイト細胞に注目した骨の「強度自己調整機能」解明

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	構造・機能材料
研究機関	大阪大学
研究代表者	石本卓也大阪大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	機能適応 / 骨 / 配向性 / 力学機能 / ひずみ / オステオサイト細胞 / 異方的ひずみ場 / 強制負荷 / 骨強度 / 骨材質異方性 / オステオサイト / 細胞形態 / 細胞配列 / アパタイト配向性 / 骨力学機能 / 異方性 / 骨細管 / 応力・ひずみ / 異方性－等方性 / メカニズム解明
研究成果の概要	骨は、その構成成分であるコラーゲンとアパタイトの優先配向性によって力学的負荷の方向に力学的機能を発揮するが、力学的負荷と配向性の関係性、さらにはメカノセンサーとしてのオステオサイト細胞の関与等、未知の事象が多い。本研究では、in vivo負荷ひずみ－オステオサイト細胞形態－アパタイト配向性の関連性を ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (7件うち国際共著 2件、査読あり 7件、オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件うち国際学会 2件、招待講演 5件)

15. 骨系細胞によるアパタイト結晶配向化機構の解明

研究課題

研究種目	研究活動スタート支援
研究分野	構造・機能材料
研究機関	大阪大学
研究代表者	松垣あいら大阪大学, 工学研究科, 助教
研究期間 (年度)	2015-08-28 – 2017-03-31完了
キーワード	骨配向性 / 生体アパタイト結晶 / 細胞配列 / 細胞間相互作用 / オステオサイト / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 遺伝子 / アパタイト
研究成果の概要	骨芽細胞、破骨細胞、オステオサイトといった骨系細胞間の情報伝達が可能でかつ骨芽細胞配列制御可能な新規の共培養モデルを構築し、マイクロアレイなどの強力なスクリーニング手法を駆使することで、骨配向化の本質的な分子メカニズム解明を目指した。このような異方性共培養系の確立により、細胞間の相互作用を介した骨配 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (20件うち査読あり 18件、オープンアクセス 12件) 学会発表 (51件うち国際学会 5件、招待講演 4件) 備考 (1件)

16. 骨配向化誘導のためのマテリアルボーンバイオロジー

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
研究分野	構造・機能材料
研究機関	大阪大学
研究代表者	中野貴由大阪大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2013-05-31 – 2018-03-31完了
キーワード	マテリアルボーンバイオロジー / 学理構築 / 骨配向化誘導 / 材料工学 / 生物科学 / 骨配向性 / 骨配向化 / 生体アパタイト / オステオサイト / 外場対応型3Dプリンタ / 非接触式繰り返し力学試験機 / マイクロアレイ / 人為的制御 / 人工材料創製 / 応力場 / 高分解能3DX線顕微鏡 / ナノ相変態
研究成果の概要	骨機能の大部分を決める正常な骨配向化組織の回復は、最先端の骨再生手法を駆使しても困難であるため、骨配向化の基本原理からの解明が必須である。本研究では、材料工学および生物科学の異分野融合による新学理「マテリアルボーンバイオロジー」構築を基盤とし、骨配向化制御因子の探索、およびその機序に基づく骨配向化誘 ...
検証結果 (区分)	A+
評価結果 (区分)	A+: 当初目標を超える研究の進捗があり、期待以上の成果が見込まれる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (185件うち国際共著 5件、査読あり 158件、オープンアクセス 47件、謝辞記載あり 35件) 学会発表 (312件うち国際学会 34件、招待講演 79件) 図書 (19件) 備考 (2件) 産業財産権 (7件)