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骨再生を目的とした表面修飾高機能化カーボンナノチューブの開発

Research Project

Project/Area Number 12J06076
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 補綴系歯学
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

平田 恵理  北海道大学, 大学院歯学研究科, 特別研究頁(PD)

Project Period (FY) 2012 – 2014-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / 線維芽細胞増殖因子 / 高機能化CNTs / 骨 / 骨髄間質細胞 / 国際研究者交流 / フランス / 国際情報交換
Research Abstract

CNTsは表面にタンパクなどを修飾することにより, 生体適合性を付与するだけでなく目的に応じて高機能化することが可能である. 線維芽細胞増殖因子(FGF)は, 骨髄間質細胞(BMSC)の増殖を促進することがすでに報告されている. また, 初期の骨再生を促進することも報告されている. そこで本研究では, CNTsを表面修飾として骨再生に応用するために, FGFをCNTsに化学的に修飾した高機能化CNTs (FGF-CNTs)を開発した.
FGFを化学的に修飾後も, 細胞増殖に対する効果は維持されていた. また, FGF-CNTsをコラーゲンスポンジ表面にコートした, FGF-CNTコートスポンジを作製し, ラット頭頂部の骨膜下に埋入したところ, スポンジのポア内部に骨形成が観察された. これは, 骨形成時においてCNTsがスポンジの構造を保持し, 表面のFGFが骨形成を促進したと考えられた. この方法を用いて, 骨誘導性低分子ペプチドをCNTsに修飾し, さらに安全で効果的な骨形成のための高機能化CNTsを開発している.
また, CNTsの長期的な安全性の評価のために, CNTsでコートしたコラーゲンスポンジ(CNTコートスポンジ)をラット大腿骨に埋入し, 2年後にサンプリングしTEMにて周囲組織を観察した. コラーゲンは全て吸収されており, 残存したCNTsの起炎性は弱く, マクロファージ等に貧食された. さらに, CNTsは組織内部で分散していた. これより, CNTsは生体適合性が高く, 生体内では分散する傾向があることが示された.

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Carbon nanotubes functionalized with fibroblast growth factor accelerate proliferation of bone marrow-derived stromal cells and bone formation2013

    • Author(s)
      Hirata E, Menard-Moyon C, Venturelli E, Takita H, Watari F, Bianco A, Yokoyama A.
    • Journal Title

      NANOTECHNOLOGY

      Volume: 24 Issue: 43 Pages: 435101-435107

    • DOI

      10.1088/0957-4484/24/43/435101

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon nanotube-coating accelerated cell adhesion and proliferation on poly (L-lactide)2012

    • Author(s)
      Hirata E, Akasaka T, UoM, Takita H, Watari F, Yokoyama A
    • Journal Title

      Applied Surface Science

      Volume: (印刷中) Pages: 24-27

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2012.01.012

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The effect of carbon nanotubes functionalized with fibroblast glowth factor on bone marrow-derived stromal cells and bone formation2013

    • Author(s)
      Hirata E, Menard-Moyon C, Venturelli E, Takita H, Watari F, Bianco A, Yokoyama A.
    • Organizer
      The Fourteenth International Conference on the Science and Application of Nanotubes
    • Place of Presentation
      Tallink Spa & Conference hotel.(フィンランド)
    • Year and Date
      2013-07-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノチューブの骨再生への応用2013

    • Author(s)
      平田恵理
    • Organizer
      第7回ナノバイオメディカル学会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-01-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Carbon nanotubes functionalized by fibroblast growth factor accelerate bone formation2012

    • Author(s)
      Hirata E, Venturelli E, Menard-Moyon C, Bianco A, Yokoyama A
    • Organizer
      The 8th Congress of the Asian Academy of Osseointegration
    • Place of Presentation
      Howard International House(Taiwan)
    • Year and Date
      2012-11-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of carbon nanotube coated 3D scaffold for bone tissue engineering2012

    • Author(s)
      Hirata E, Venturelli E, Menard-Moyon C, Takita H, Watari F, Bianco A, Yokoyama A
    • Organizer
      The 2nd symposium on Carbon Nanoforms
    • Place of Presentation
      産業総合研究所(茨城県)
    • Year and Date
      2012-07-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Carbon nanotube coating on collagen sponge for bone tissue regeneration for bone tissue engineering2012

    • Author(s)
      Hirata E, Takita T, Akasaka T, UoM, Watari F, Yokoyama A
    • Organizer
      9th World Biomaterial Congress
    • Place of Presentation
      New International Convention & Exposition Center Chengdu Century City (CHINA)
    • Year and Date
      2012-06-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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