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Novel treatment for peri-implantitis using carbon nanohorns as a DDS carrier

Research Project

Project/Area Number 20K23013
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0907:Oral science and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Maeda Yukari  北海道大学, 大学病院, 医員 (40884622)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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カーボンナノホーン / ミノサイクリン / インプラント周囲炎 / 局所薬物送達療法 / 動物実験
Outline of Research at the Start

炭素のみからなる新素材であるカーボンナノホーン(CNHs) は,物理的ならびに化学的特性とともに高い生体適合性を有することから,生体材料への応用が期待されている.申請者らは,歯科口腔領域で汎用されているミノサイクリン塩酸塩(MC)と複合(MC/CNHs)することにより,疎水性であるCNHsの分散に成功し,MCの抗菌性を十分に保持したままCNHsからMCを徐放させることに成功した.本申請においては,口腔インプラント治療への臨床応用を目的として以下の2点を行う.
1)MC/CNHsのin vivoでの安全性と効果の検証.
2)CNHsへ新たに担持可能な薬剤の探索.

Outline of Final Research Achievements

Gelatinized MC/CNHs did not show inflammatory properties when implanted subcutaneously in rats using bioabsorbable hydro gelatin gel. A rat model of periodontitis was created by immediate placement of titanium screws after extraction of rat first molars, and ligature wires were wrapped around the gingival sulcus after 4 weeks.
Chlorhexidine (CHX), benzalkonium chloride (BAC), levofloxacin, and FGF were successfully prepared in complex with CNHs. However, the results of the cell culture using S. mutans bacteria suggested that CHX and BAC may reduce the disinfection effect of CNHs by loading them on CNHs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ラット皮下に化学架橋剤不使用の生体吸収性ハイドロゼラチンゲルに包埋したMC/CNHsを注入し,炎症を惹起しなかったことから,in vivoでの安全性が確立された.CNHsと薬剤を複合体とすることでCNHsの分散性を向上させ,さらに静菌作用等の付帯効果を与えることが可能となった.この特徴を用いてインプラント周囲炎への局所薬物送達療法への応用が期待できると考えている.

Report

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

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Single-Walled Carbon Nanotube Membranes Accelerate Active Osteogenesis in Bone Defects: Potential of Guided Bone Regeneration Membranes2022

    • Author(s)
      Xu Yikun、Hirata Eri、Iizumi Yoko、Ushijima Natsumi、Kubota Keisuke、Kimura Sadahito、Maeda Yukari、Okazaki Toshiya、Yokoyama Atsuro
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 8 Issue: 4 Pages: 1667-1675

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.1c01542

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] カーボンナノホーン修飾チタン上でのマクロファージの挙動と分極2022

    • Author(s)
      木村貞仁、平田恵理、前田由佳利、横山敦郎
    • Organizer
      日本補綴歯科学会第131回学術大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ミノサイクリン担持カーボンナノホーンに対する近赤外光照射による放出制御2022

    • Author(s)
      小西大輔、平田恵理、高野勇太、前田由佳利、木村貞仁、横山敦郎
    • Organizer
      第12回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨再生誘導法への単層カーボンナノチューブ膜の応用2021

    • Author(s)
      徐易坤、平田恵理、髙田紗理、 前田由佳利、木村貞仁、 横山敦郎
    • Organizer
      日本補綴歯科学会第130回記念学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Fabrication and evaluation of single walled carbon nanotube membrane for guided bone regeneration application.2021

    • Author(s)
      Yikun Xu、Eri Hirata、Yoko Iizumi、 Yukari Maeda、 Sadahito Kimura、Toshiya Okazaki、Atsuro Yokoyama
    • Organizer
      第11回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Exploration of macrophage polarization on titanium coated with carbon nanohorns.2021

    • Author(s)
      Sadahito Kimura、 Eri Hirata、 Yuta Takano、 Yukari Maeda 、 Masatoshi Sakairi、 Masako Yudasaka、 Atsuro Yokoyama
    • Organizer
      第11回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 光殺菌性カーボンナノホーンの開発2021

    • Author(s)
      平田恵理、前田由佳利、 木村貞仁、横山敦郎
    • Organizer
      第51回日本口腔インプラント学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] カーボンナノホーン修飾チタン上のM1-M2マクロファージの分極2021

    • Author(s)
      木村貞仁、平田恵理、 前田由佳利、横山敦郎
    • Organizer
      第51回日本口腔インプラント学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2024-01-30  

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