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Basic research for the nanosheet to overcome serious clinical problems in the field of orthopedic surgery

Research Project

Project/Area Number 16K10846
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Orthopaedic surgery
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Tanaka Takeyuki  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00583121)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石原 一彦  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90193341)
岡村 陽介  東海大学, 工学部, 准教授 (40365408)
高取 吉雄  東京大学, 医学部附属病院, 客員研究員 (40179461)
金野 智浩  東北大学, 薬学研究科, 教授 (80371706)
矢野 文子  東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (80529040)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords医療・福祉 / 運動器
Outline of Final Research Achievements

To overcome serious clinical problems, we have successfully developed a free-standing biodegradable polymer nanosheet using a simple fabrication process consisting of spin-coating and peeling techniques. In addition we have created a nanosheet with the surface layer including 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC). By using mouse model, we have successfully demonstrated that the nanosheet structure may potentially be applied as a potent prolonged sustained-release carrier of molecules or drugs such as recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2) and fibroblast growth factor-2 (FGF-2). From the results of this study, we concluded that the nanosheet is a promising method to overcome serious clinical problems in the field of orthopedic surgery.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体親和性ポリマーとナノシートを組みあわせ、骨折治療の課題解決を目指した研究は国内外を通じて行われておらず、本研究はまさに独創的な医工連携研究といえる。本研究により、「ナノシートのナノラッピング効果と骨形成性薬剤・因子徐放による骨形成・骨癒合の促進」、「MPC処理による細菌付着・バイオフィルム形成抑制と組織癒着防止」を達成することができれば、革新的な骨折治療法となることは確実であり、個人にとってはADL・QOLのさらなる改善、社会にとっては関連する医療費の抑制というニーズを満たすことができる。また、整形外科以外の外科領域においても画期的な技術として使用されることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

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

  • [Journal Article] Multi-layered PLLA-nanosheets loaded with FGF-2 induce robust bone regeneration with controlled release in critical-sized mouse femoral defects2019

    • Author(s)
      Murahashi Yasutaka、Yano Fumiko、Nakamoto Hideki、Maenohara Yuji、Iba Kousuke、Yamashita Toshihiko、Tanaka Sakae、Ishihara Kazuhiko、Okamura Yosuke、Moro Toru、Saito Taku
    • Journal Title

      Acta Biomaterialia

      Volume: 85 Pages: 172-179

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2018.12.031

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ロコモティブシンドロームのためのバイオマテリアル 多層構造を有するrhBMP-2担持PLLAナノシートの骨形成促進効果.2018

    • Author(s)
      茂呂徹, 岡村陽介, 齋藤琢, 矢野文子, 石原一彦
    • Journal Title

      バイオマテリアル

      Volume: 36 Pages: 58-61

    • Related Report
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  • [Journal Article] MPCポリマーと運動器疾患に対する応用.2018

    • Author(s)
      茂呂徹, 石原一彦, 高取吉雄
    • Journal Title

      日本整形外科学会誌

      Volume: 92 Pages: 765-776

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  • [Presentation] 頭蓋冠臨界欠損モデルにおけるrhBMP-2 担持ナノシートの骨形成促進効果.2018

    • Author(s)
      村橋靖崇,石原一彦,Kuo-Chin Huang,矢野文子,北浦義昭,張成虎,田中栄,岡村陽介,齋藤琢,茂呂徹
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会.
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      村橋靖崇, Kuo-Chin Huang, 矢野文子, 北浦義昭, 張成虎, 田中栄, 石原一彦, 岡村陽介, 茂呂徹, 齋藤 琢
    • Organizer
      先端医療シーズ開発フォーラム2018.
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      村橋靖崇, 矢野文子, Kuo-Chin Huang, 石原一彦, 岡村陽介, 山下敏彦, 田中栄, 茂呂徹, 齋藤琢
    • Organizer
      第91回日本整形外科学会学術総会
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      村橋靖崇, 矢野文子, Kuo-Chin Huang, 石原一彦, 岡村陽介, 山下敏彦, 田中栄, 茂呂徹, 齋藤琢
    • Organizer
      第36回日本骨代謝学会学術集会
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      村橋靖崇, 矢野文子, Kuo-Chin Huang, 石原一彦, 岡村陽介, 山下敏彦, 田中栄, 茂呂徹, 齋藤琢
    • Organizer
      第33回日本整形外科学会基礎学術集会
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      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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