チタンと組織接着性因子とのナノレベルでのリアルタイム相互作用解析

• Project/Area Number: 16791191
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 補綴理工系歯学
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 平田 伊佐雄 広島大学, 大学院医歯薬学総合研究科, 助手 (40346507)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2005: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 歯科用材料 / 表面プラズモン共鳴 / surface plasmon resonance / チタン / 生体親和性 / SPR / 吸着量測定 / モデル表面

Research Abstract

本年度は昨年度開発に成功したチタンSPRセンサーを用いて、実際に以下のチタン表面と生体分子との解析を行った。
(1)フィブロネクチン・ラミニン・RGD-peptideなどの組織接着性因子のチタン表面におけるナノレベルでの吸着・脱離挙動をSPRで評価した。
(2)コラーゲン、アニオン・カチオン性高分子架橋体など,組織接着性因子と結合性の良い物質の被覆過程および、それらの被覆表面上での組織接着性因子のナノレベルでの吸着・脱離挙動をSPRで評価した。
(3)チタン表面改質能を有するリン酸化アミノ酸・ペプチドのチタン表面での反応挙動をSPRで評価した。
(4)上記の組織接着性因子を処理したチタンSPRセンサーを用いて、表面処理したチタン表面での細胞の増殖能の評価を行った。
これらの結果より、チタン表面に様々な細胞接着性因子を固定化するにあたって、接着性因子を改質したり様々な特性を有する高分子層を被覆したりすることにより、チタン表面に固定化できる接着性因子の量を増加できることが表面吸着過程とともに示された。また、センサーチップ自身を細胞培養実験に用いることにより、表面処理条件によっては接着性因子が多く吸着しても細胞接着性が向上しない場合があることが示された。また、接着性因子をチタン表面に吸着させる場合、溶液のpHによってその吸着量が大幅に変化することがダイナミックかつ迅速に示された。
このように新規に開発したチタンSPRセンサーチップを用いることにより、チタン表面処理過程をリアルタイムで測定・解析を行い、細胞と表面処理チタンとの相互作用をより厳密に評価できることを示した。これにより、チタンSPRセンサーはチタン材料の生体適合性の研究に重要な役割を果たすことが期待できる。