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レーザーによる細胞刺激とサイトカインーアパタイト共沈の複合効果による歯槽骨再生

Research Project

Project/Area Number 15F15331
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50356672)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ARPUTHARAJ JOSEPH NATHANAEL  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywordsリン酸カルシウム / コラーゲン / スキャホールド / 骨再生 / 水酸アパタイト
Outline of Annual Research Achievements

歯槽骨再生治療への応用を指向し、リン酸カルシウム過飽和溶液を反応場とするアパタイト層の低温形成技術の開発を進めた。具体的には、リン酸カルシウム過飽和溶液を反応場とするアパタイト形成技術を基盤とし、(1)ナノ秒パルスレーザープロセスの利用、(2)コラーゲンスキャホールドとの複合化、ならびに(3)骨形成等に影響する生理活性物質との複合化について検討した。
(1)のナノ秒パルスレーザープロセスの利用では、前年度の研究で最適化されたNd:YAGレーザー照射条件(波長、フルエンス、照射時間)を用いて歯科用材料の表面処理を行い、同処理された材料表面の生体活性(骨伝導性)を擬似体液(SBF:Simulated Body Fluid)への浸漬試験により明らかにした。(2)のコラーゲンスキャホールドとの複合化では、昨年度作製法を確立したアパタイト成膜コラーゲンスキャホールドについて、FT-IR ATR、レーザー顕微鏡などを用いて、より詳細な表面構造評価を実施し、論文発表に至った。さらに、ラット骨欠損部への埋入実験によるin vivo機能評価を進め、上記アパタイト成膜スキャホールドの良好な骨再生能ならびに生体内分解性を示唆する予備的結果を得た。(3)の生理活性物質との複合化では、骨形成促進・抗菌効果の期待されるフッ素(フッ化ナトリウム)を過飽和溶液中に添加することで、フッ素担持アパタイト層の形成技術を確立した。得られたフッ素担持アパタイト層のナノ構造・組成を明らかにしたほか、生理食塩水を用いたフッ素徐放試験を行い、24時間以上にわたって同層からフッ化物イオンが徐放されることを明らかにした。
以上の成果の一部を国内および国際学会において発表するとともに、(1)および(3)の成果を原著論文として国際的学術論文誌に投稿した(審査中)。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] In vitro and in vivo analysis of mineralized collagen-based sponges prepared by a plasma- and precursor-assisted biomimetic process.2017

    • Author(s)
      AJ Nathanael, A Oyane, M Nakamura, I Sakamaki, E Nishida, Y Kanemoto, H Miyaji.
    • Journal Title

      ACS Appl Mater Interfaces

      Volume: 9 Issue: 27 Pages: 22185-22194

    • DOI

      10.1021/acsami.7b04776

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fluoride-incorporated apatite coating for tooth surface modification by laser irradiation in supersaturated solutions2018

    • Author(s)
      A. Oyane, A. Joseph Nathanael, M. Nakamura, K. Shitomi and H. Miyaji
    • Organizer
      30th Symposium and Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine (Bioceramics30)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acid-resistance and antibacterial properties of laser-processed and fluoride-incorporated apatite layer2018

    • Author(s)
      Kanako Shitomi, Hirofumi Miyaji, A. Joseph NATHANAEL, Maki Nakamura, Ayako Oyane, Tsutomu Sugaya
    • Organizer
      第104回アメリカ歯周病学会共催日本臨床歯周病学会・日本歯周病学会2018年大会(104th Annual Meeting)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] バイオミメティックアパタイト成膜スキャフォールドの特性評価2018

    • Author(s)
      金本佑生実、宮治裕史、西田絵利香、A. Joseph NATHANAEL、中村真紀、大矢根綾子、眞弓佳代子、加藤昭人、菅谷 勉
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第3回研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高機能リン酸カルシウム複合膜の液相合成とin vivo組織再生2018

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      第17回日本再生医療学会総会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] リン酸カルシウム系ナノ複合材料の1-pot 液相合成とバイオメディカル応用2018

    • Author(s)
      大矢根綾子、中村真紀
    • Organizer
      日本化学会第98春季年会
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体材料の表面機能を操るプラズマ技術2018

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      2017年度 自然科学研究機構シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 過飽和液中レーザー照射によるフッ素担持アパタイトの迅速成膜2018

    • Author(s)
      A. Joseph NATHANAEL、大矢根 綾子、中村 真紀、蔀 佳奈子、宮治 裕史
    • Organizer
      日本セラミックス協会2018年年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 歯周組織再生療法のためのコラーゲン多孔質足場材へのバイオミメティックアパタイト成膜2018

    • Author(s)
      大矢根 綾子、A. Joseph NATHANAEL、中村 真紀、金本 佑生実、西田 絵利香、宮治 裕史
    • Organizer
      つくば医工連携フォーラム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] バイオミメティック法によるリン酸カルシウム成膜スキャフォールドの特性評価2017

    • Author(s)
      西田絵利香、宮治裕史、金本佑生実、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、大矢根 綾子、村上秀輔、眞弓佳代子、加藤昭人、菅谷勉
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会 再生医療ルネサンス
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-07
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 過飽和液中レーザー照射によるフッ素担持リン酸カルシウム成膜と抗菌性評価2017

    • Author(s)
      A. Joseph NATHANAEL、大矢根 綾子、中村 真紀、蔀 佳奈子、宮治 裕史
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー援用バイオミメティック法によるレジン表面の改変とアパタイト形成能評価2017

    • Author(s)
      田中 佐織、宮治 裕史、西田 絵利香、A. Joseph NATHANAEL、中村 真紀、大矢根 綾子、田中 享、飯田 俊二、高師 則行、井上 哲
    • Organizer
      第10回日本総合歯科学会総会・学術大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー照射による焼結水酸アパタイト基材へのフッ素担持リン酸カルシウム成膜と抗菌特性評価2017

    • Author(s)
      蔀 佳奈子、宮治 裕史、A. Joseph NATHANAEL、中村 真紀、大矢根 綾子、菅谷 勉
    • Organizer
      日本歯科保存学会平成29年度(第147回)秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨になじませる:有機-無機ナノ複合層コーティングによる骨親和性材料2017

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      日本化学会秋季事業- 第7回CSJ化学フェスタ2017
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Apatite-coated collagen sponges for tissue engineering applications2017

    • Author(s)
      ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、大矢根 綾子、中村 真紀、宮治 裕史、西田 絵利香、金本 佑生実
    • Organizer
      IUMRS-ICAM 2017-The 15th International Conference on Advanced Materials
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生体活性ナノ材料の迅速形成技術2017

    • Author(s)
      大矢根綾子、中村真紀
    • Organizer
      TIRIクロスミーティング2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] バイオミメティック法によるリン酸カルシウム成膜スキャフォールドの生物学的特性2016

    • Author(s)
      金本佑生実、宮治裕史、西田絵利香、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、大矢根 綾子、村上秀輔、眞弓佳代子、加藤昭人、菅谷 勉
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム 2016
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2016-11-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] レーザー援用バイオミメティック法によるレジン表面へのリン酸カルシウムの析出2016

    • Author(s)
      西田絵利香、宮治裕史、ARPUTHARAJ Nathanael Joseph、中村 真紀、大矢根 綾子、田中佐織、菅谷勉
    • Organizer
      日本歯科保存学会2016年度秋季学術大会
    • Place of Presentation
      長野県松本文化会館(長野県松本市)
    • Year and Date
      2016-10-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] 「生体吸収性材料の開発と安全性評価」第2章第3節「リン酸カルシウム系足場材料の設計・構築」2017

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      技術情報協会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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