| Project/Area Number |
19H02549
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 28030:Nanomaterials-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Tajima Kenji 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00271643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 竜弘 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (50325271)
安藤 英紀 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 特任助教 (00735524)
佐藤 敏文 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)
磯野 拓也 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)
甲野 裕之 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (70455096)
藤田 彩華 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (90782011)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
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| Keywords | ナノセルロース / ネットワーク構造 / 徐放 / 腹膜播種 / 薬剤送達 / 表面修飾 / シランカップリング / グラフト化 / 表面改質 / 開環重合 / 副作用低減 / 毒性低減 / 酸素移動容量係数 / 腹腔内滞留性向上 / ボトムアップ / バイオリファイナリー / セルロース合成菌 |
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| Outline of Research at the Start |
セルロース合成菌を通気撹拌培養することによって得られるナノフィブリル化バクテリアセルロース（NFBC）は、分散性、均一性、混和性、成形性、生体適合性に優れ、超高アスペクト比のナノファイバーからなる緻密なネットワーク構造を有しており、これまでにNFBCが薬剤の保持・放出能を有し、がんの病態の一種である腹膜播種に有効であることを確認している。本研究では、NFBCにおける分子レベルの構造、マクロレベルでのネットワーク構造を明らかにすることによって抗がん剤の保持・放出のメカニズムを推定、さらにナノファイバーの表面修飾によって薬剤との相互作用を制御することで効率的に薬剤を送達することを目的としている。
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| Outline of Final Research Achievements |
Nanofibrillated bacterial cellulose (NFBC) exhibits shear-shearing flow behavior, in which the viscosity decreases with increasing shear rate even at low concentrations, and its high aspect ratio is confirmed to form a network structure. Various surface modification methods, such as silane coupling and grafting, were investigated to add new functions to NFBC. As for the drug delivery, by supplementing the anticancer drug in the dense network structure, it was possible to suppress the toxicity and efficiently deliver the drug to cancer cells intraperitoneally.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
レオメーターを用いた粘弾性測定の結果から、NFBC は水中においてその高いアスペクト比に基づいて緻密なネットワーク構造を有していることが確認された。これらの知見は今後NFBCを活用するうえで有用な情報となる。また、本研究においてシランカプリング、グラフト化などの様々な表面修飾の可能性が確認され、これらの手法は薬剤との相互作用をコントロールすることだけでなく、様々な分子との相互作用の制御に活用できると考えられる。NFBCは糖質などの低分子バイオマスを原料として作られる環境循環型の材料であり、今後更なる用途開発と社会実装によって循環型社会の構築に貢献したいと考えている。
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