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Multi-Dimension Biomaterials for Bone Regenerative Medicine by Particle Dispersion

Research Project

Project/Area Number 20K05081
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionOyama National College of Technology

Principal Investigator

Kawagoe Daisuke  小山工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80420008)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 多賀谷 基博  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20621593)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsアパタイト / ナノ粒子 / 透明薄膜 / 分散 / 透明 / 薄膜 / ナノ / スキャホールド / 細胞試験 / ゼータ電位 / 骨芽細胞 / 微細構造 / ナノ分散 / 透明アパタイト / 複合材料
Outline of Research at the Start

iPS細胞の樹立により社会からの再生医療への期待は非常に大きくなっている。細胞を用いた再生医療において、細胞の研究だけでは生体を再生することは難しく、細胞が増えたり新しい生体組織を構築したりするのに必要な足場材料(バイオマテリアル)の研究も重要である。
骨再生における足場材料の候補として、生体骨の無機主成分に類似しているアパタイトが期待されており、多くの研究が進められている。本研究では、生体骨に含まれるクエン酸を用いることでアパタイトの粒子状態を変え、骨再生医療に貢献するバイオマテリアルを作製する。

Outline of Final Research Achievements

As a candidate scaffold material for bone regeneration, apatite, which is similar to the inorganic main constituent of living bone, is expected to be a promising candidate, and much research is underway.In order to create a better scaffold material for bone regeneration, it is necessary to accumulate knowledge from cell studies on apatite.Transparent apatite thin films dispersed by citric acid were prepared on a glass surface with a superhydrophilic contact angle.MC3T3-E1 cells, which differentiate into osteoblasts by induction of bone differentiation, were seeded on the obtained apatite transparent thin film and cultured in a 5% CO2, 37°C incubator for a certain period of time, and then the cells on the apatite transparent film were observed using a phase contrast microscope. Although the clarity of the observation was inferior to that of the observation of cells on glass, the behavior of living cells on the apatite transparent film could be observed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

iPS細胞の樹立により社会からの再生医療への期待は非常に大きくなっている。細胞を用いた再生医療において細胞の研究だけでは生体を再生することは難しく、細胞が増えたり新しい生体組織を構築したりするのに必要な足場材料の研究も重要である。骨再生における足場材料の候補として、生体骨の無機主成分に類似するアパタイトが期待されており、よい骨再生の足場材料を作製するためには、アパタイト上での細胞試験の知見を集積することが必要であり、アパタイトを透明薄膜とすることで、透明なポリスチレンやガラスのような細胞試験に適したアパタイトの作製を試みる。また、分散で得れれた知見をもとに三次元バイオマテリアルにも応用する。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Nanostructural control of transparent hydroxyapatite nanoparticle films using a citric acid coordination technique2022

    • Author(s)
      Liu Zizhen, Kataoka Takuya, Samitsu Sadaki, Kawagoe Daisuke, and Tagaya Motohiro
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 396-405

    • DOI

      10.1039/d1tb02002a

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Addition of Citric Acid to Hydroxyapatite Slurry for Stable Dispersion of Nanoparticles2020

    • Author(s)
      KAWAGOE Daisuke、SUZUKI Tatsuya、NAMAI Reiya、TSUBOI Yuma、HIROMOTO Sachiko
    • Journal Title

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      Volume: 45 Issue: 3 Pages: 73-76

    • DOI

      10.14723/tmrsj.45.73

    • NAID

      130007869027

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • Year and Date
      2020-06-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of transparent hydroxyapatite/citric acid particle films2020

    • Author(s)
      Liu Zizhen、Kataoka Takuya、Kawagoe Daisuke、Noda Daichi、Chai Yadong、Tagaya Motohiro
    • Journal Title

      Colloid and Interface Science Communications

      Volume: 39 Pages: 100316-100316

    • DOI

      10.1016/j.colcom.2020.100316

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Citric acid Dispersion of Hydroxyapatite Particles Using a Flow Reactor2024

    • Author(s)
      D. Kawagoe, K. Ugajin, and K. Nagai
    • Organizer
      第33回 日本MRS年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波分散によるアパタイト透明体の透過率向上2022

    • Author(s)
      川越 大輔,三上 久理守,竹弘 直輝,多賀谷 基博
    • Organizer
      第32回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 骨芽細胞培養特性に対するクエン酸配位ハイドロキシアパタイトナノ粒子膜のナノ空間効果の解明2022

    • Author(s)
      劉 自振,三上 久理守,川越 大輔,多賀谷 基博
    • Organizer
      第32回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] クエン酸添加ハイドロキシアパタイトスラリーの経時変化と細胞観察用透明薄膜の評価2022

    • Author(s)
      三上久理守,伊澤琉佳,多賀谷基博,川越大輔
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2022年年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] クエン酸含有ハイドロキシアパタイトナノ粒子膜へのタンパク質吸着挙動と細胞接着特性の評価2022

    • Author(s)
      劉 自振,川越 大輔,多賀谷 基博
    • Organizer
      日本セラミックス協会 2022年年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 水酸アパタイトスラリーの経時観察およびクエン酸分散堆積物からの薄膜の作製2021

    • Author(s)
      三上 久理守,伊澤 琉佳,多賀谷 基博,川越 大輔
    • Organizer
      第31回日本MRS年次大会 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Sedimentation behavior of calcium phosphate slurry dispersed by citric acid for preparation of transparent calcium phosphate thin film2021

    • Author(s)
      Kurisu Mikami, Motohiro Tagaya,and Daisuke Kawagoe
    • Organizer
      6th STI-Gigaku 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The Effect of Ultrasonication on Dispersed Apatite Particles in the Presence of Citric Acid Dispersant2020

    • Author(s)
      Haruta KUROSAKI, Osamu FUJIU, Daisuke KAWAGOE, Sachiko HIROMOTO
    • Organizer
      第30回 日本MRS年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Dispersed Apatite Particles Prepared by Hydrothermal Treatment in Citric Acid Solution2020

    • Author(s)
      Osamu FUJIU, Haruta KUROSAKI, Daisuke KAWAGOE, Sachiko HIROMOTO
    • Organizer
      第30回 日本MRS年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of Citric Acid Addition on Hydroxyapatite Slurry State for Forming Transparent Thin Film2020

    • Author(s)
      Natsuki Horikoshi, Aki Hatanaka, Daisuke Kawagoe, Kanan Matsunuma, Zizhen Liu, Takuya Kataoka, Motohiro Tagaya
    • Organizer
      5th STI-Gigaku Conference
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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