• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Enzyme-powered patch for wound healing

Research Project

Project/Area Number 16H07287
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

三宅 丈雄  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 准教授 (50551529)

Project Period (FY) 2016-08-26 – 2018-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords酵素電極 / バイオ発電 / イオン制御 / 創傷治癒 / ウェアラブル / 酵素発電 / バイオ燃料電池
Outline of Annual Research Achievements

本申請では,バイオ燃料電池の仕組みと柔らかいハイドロゲル表面への電極印刷技術とを組み合わせてヒトと馴染む通電式治療シートを実現し,電気仕掛けで創傷治療をおこなう“電気絆創膏”を創出するチャレンジを試みる.新規デバイスの研究計画は,平成28年度において,各素子の基本性能を向上させ(ハイドロゲル表面上に印刷された導電性高分子配線の電気伝導度および貼るタイプの酵素フィルムのバイオ発電性能),平成29年度には,各素子を有機的に統合させた電気治療デバイスの開発およびその基礎評価をおこなう予定である.電気治療デバイスの設計においては,皮膚への通電を日本工業規格が定めた上限(10 mA)以下とし,かつ,皮膚の炎症を引き起こさない電流密度(0.5 mA/cm2)を用いる医療機器特有の規格を設ける予定である.
最終年度は,実際のマウスに傷を作製し,電気絆創膏によって傷の治りが促進されるかどうかを評価した.比較対象として,単なる絆創膏(電流印加なし)を七日間貼り付けた際の傷の治り具合と比較した.デバイスの動作原理はいたってシンプルである.傷口に本シートを貼ると,傷口の血液がゲルに浸透し,酵素電極上で血糖を燃料として酸化還元反応が開始され,生じたイオン電流により皮膚の細胞遊走を誘発することで傷の完治を促進させる.従来の化学電池などを利用した電気治療と比して,バイオ電池のメリットは,電極反応に伴う金属イオンの生成がないこと,またグルコースなどの血糖成分をそのまま利用し,低電圧でイオン流を生成できることにある.実験結果では,バイオ電流(約0.4 mA)を印加することで,傷の幅や深さが減る,つまりは治りが早くなることが分かった.バイオ発電をしながら傷を治す試みはこれまでになく,新たな治療デバイスとしての期待が持てる.

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

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Proton mediated control of biochemical reactions with bioelectronic pH modulation2016

    • Author(s)
      Y. Deng, T. Miyake, S. Keene, E.E Josberger and M. Rolandi.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 24080-24080

    • DOI

      10.1038/srep24080

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酵素/カーボンナノ電極を用いたバイオ発電デバイスと生体応用2017

    • Author(s)
      三宅丈雄,西澤松彦
    • Organizer
      応用物理学会 第78会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体に調和する 生体に調和する バイオ発電デバイスの開発と今後の展開2017

    • Author(s)
      三宅丈雄
    • Organizer
      シーエムシー出版主催セミナー
    • Place of Presentation
      シーエムシー出版社
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] バイオイオントロニクスへの挑戦2017

    • Author(s)
      三宅丈雄
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      日吉
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Organic Biotransducer for Interactive Communication with Biology2016

    • Author(s)
      Takeo Miyake
    • Organizer
      Bioelectronics and Biosensors Congress 2016
    • Place of Presentation
      London
    • Year and Date
      2016-11-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2016-09-02   Modified: 2018-12-17  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi