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「高強度DNゲルの多機能化に向けた表面選択的ミネラリゼーション

Research Project

Project/Area Number 16J05057
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Polymer chemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

木山 竜二  北海道大学, 大学院生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsマグネタイト / 機能性材料 / ハイドロゲル / ミネラリゼーション
Outline of Annual Research Achievements

ダブルネットワーク(DN)ゲル最表面への機能性セラミクス(マグネタイト)析出条件の検討及びその過程で発見した「マグネタイトの官能基選択的析出による高分子網目の可視化」について研究を行った。ハイドロゲル最表面へのマグネタイト析出条件の検討については、種々の濃度の塩化鉄Ⅲと塩化鉄Ⅱの混合液及び水酸化ナトリウム溶液に、マグネタイトの析出を促進するスルホン酸基を持ったモノマーを構成材料に含むDNゲルを交互に浸漬し、ゲル最表面に析出したマグネタイトの結晶サイズ及び析出量を評価した。またその際、種々の官能基を持つDNゲルを基質に用いることで、官能基がマグネタイト析出に与える効果を明らかにした。上記のマグネタイト析出条件の検討の中で、特定の条件下においてマグネタイトの局在が特定の場所に偏る現象が観察された。また得られた画像を過去の文献と照らし合わせたところ、析出したマグネタイトの局在は中性子散乱によって求められたゲルの構造と同じである事が確認された。このことから、マグネタイト析出によってゲルの局在を可視化することが可能であることが示唆された。これまでゲルの構造に関する研究には光散乱法や中性子散乱法などの散乱法が用いられてきた。しかしながら、これらの構造を実空間で観察することは、ゲルを構成するポリマー鎖のサイズおよび電子密度が小さいために今まで達成されておらず、本手法によって可視化に成功すればハイドロゲルの構造をナノスケールで直接観察できるようになり、ハイドロゲルのメカニズムの理解がより一層進むと期待される。また、DNゲルへの骨伝導性セラミクスであるハイドロキシアパタイト複合化の研究についても行った。
上記の研究成果について4件の国際学会、2件の国内学会にて発表した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Hydroxyapatite-coated Double Network Hydrogel Directly Bondable to the Bone: Biological and Biomechanical Evaluations of the Bonding Property in an Osteochondral Defect2016

    • Author(s)
      Susumu Wada, Nobuto Kitamura, Takayuki Nonoyama, Ryuji Kiyama, Takayuki Kurokawa, Jian Ping Gong, Kazunori Yasuda
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 44 Pages: 125-134

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2016.08.016

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Double Network Hydrogels Strongly Bondable to Bones by Spontaneous Osteogenesis Penetration2016

    • Author(s)
      Takayuki Nonoyama, Susumu Wada, Ryuji Kiyama, Nobuto Kitamura, Md. Tariful Islam Mredha, Xi Zhang, Takayuki Kurokawa, Tasuku Nakajima, Yasuaki Takagi, Kazunori Yasuda, Jian Ping Gong
    • Journal Title

      Advanced Materials

      Volume: 印刷中 Issue: 31 Pages: 6740-6745

    • DOI

      10.1002/adma.201601030

    • NAID

      120005828465

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Bone bonding structure of osteoconductive HAp DN gel2017

    • Author(s)
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • Organizer
      JKU-HU joint symposium
    • Place of Presentation
      リンツ(オーストリア)
    • Year and Date
      2017-02-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vivo osteoconductive property of HAp composite DN gel2016

    • Author(s)
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • Organizer
      HU-YZU joint symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Osteoconduction mechanism of HAp composite tough DN hydrogel2016

    • Author(s)
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • Organizer
      4th international life science symposium
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2016-11-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軟骨再生DNゲルの骨接着に向けた表面選択的HApパターニング2016

    • Author(s)
      木山竜二・ 野々山貴行 ・和田進・中島祐 ・黒川孝幸 ・北村信人・安田和則・グン剣萍
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2016
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • Year and Date
      2016-11-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] In vivo osteoconductive property of HAp composite tough DN hydrogel2016

    • Author(s)
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • Organizer
      Bioceramics 28
    • Place of Presentation
      シャーロット(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2016-10-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 軟骨再生DNゲルの骨接着に向けた表面選択的HApパターニング2016

    • Author(s)
      木山竜二・ 野々山貴行 ・中島祐 ・黒川孝幸 ・グン剣萍
    • Organizer
      セラミックス学会 秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県・東広島市)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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