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Development and functional evaluation of nanogel-based materials for soft tissue regeneration of head and neck

Research Project

Project/Area Number 20K23100
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

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

Principal Investigator

Kinoshita Naoya  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (80881086)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
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頭頸部再生 / ナノゲル / 生体材料 / 筋組織再生 / スフェロイド / マイクロスフィア / 頭頸部筋組織再生 / 口腔がん / ハイドロゲル
Outline of Research at the Start

口腔領域における悪性腫瘍切除後の患者では、手術後の移植組織(皮弁)の萎縮など様々な原因により構音・嚥下障害が生じる。術後のQOL向上や誤嚥性肺炎などの防止の観点からも舌などの筋組織再生の臨床的需要は極めて高い。本研究では多糖からなるゲル微粒子である「ナノゲル」を集積したポーラスハイドロゲルを基に、より欠損形態をより考慮した材料開発を行い、生体内移植をした後の機能評価まで進めることを目指す。本研究による成果は術後患者の構音・嚥下機能回復や誤嚥性肺炎の発生率減少に寄与すると考えられる。

Outline of Final Research Achievements

In previous research, we prepared biodegradable nanogel-based hydrogels, but many issues remained, such as insufficient strength, long cross-linking time, and improvement of usability. In this research period, we have been developing materials and evaluating their functions to overcome these issues. By controlling the accumulation structure with external stimuli such as acoustic waves and light irradiation, we succeeded in developing hydrogels with shorter reaction time and mechanical properties similar to muscle tissue. Although there was a slight delay in the in vivo experiments due to COVID-19, in the final year of the research period, gel implantation experiments were carried out and the high biocompatibility and degradation behavior of the gel were confirmed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

頭頸部癌の中でも舌癌の症例では術後に構音障害や嚥下障害が生じることがある。リハビリや口腔内装置による機能代償しか手段がないのが現状であり、これらを用いても回復困難な場合もしばしば認める。喪失した舌筋組織再生はこのような機能障害に対する新たな治療法といえる。
本研究において着目しているナノゲルは内包したタンパクを生体内で徐放する機能があり他の生体材料にはない特徴である。筋組織と同様の力学的性質を持つことから、舌のような筋組織再生に適した材料であると考えられる。ナノゲルによる舌筋組織をはじめとした術後機能障害に対する新たな治療法の確立に貢献しうることが研究の社会的意義である。

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

    (9 results)

All 2023 2022 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] A case of sclerosing odontogenic carcinoma of the mandible with a review of the literature2023

    • Author(s)
      Kinoshita Naoya、Tomioka Hirofumi、Oikawa Yu、Fukawa Yuki、Ikeda Tohru、Harada Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Oral Science

      Volume: 65 Issue: 4 Pages: 281-283

    • DOI

      10.2334/josnusd.23-0187

    • ISSN
      1343-4934, 1880-4926
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A case of dentinogenic ghost cell tumor of the mandible with a review of the literature2023

    • Author(s)
      Kinoshita Naoya、Hirai Hideaki、Fukawa Yuki、Yamagata Yuko、Kashima Yoshihisa、Sato Masaru、Ikeda Tohru、Harada Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      Volume: - Issue: 6 Pages: 545-549

    • DOI

      10.1016/j.ajoms.2023.03.014

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of Hybrid Cell Spheroids Using Cell-Sized Cross-Linked Nanogel Microspheres as an Artificial Extracellular Matrix.2022

    • Author(s)
      Hayashi S, Sasaki Y, Kubo H, Sawada S, Kinoshita N, Marukawa E, Harada H, Akiyoshi K.
    • Journal Title

      ACS Appl Bio Mater

      Volume: 4 Issue: 11 Pages: 7848-7855

    • DOI

      10.1021/acsabm.1c00796

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 下顎骨に生じた硬化性歯原性癌の1例.2023

    • Author(s)
      木下 直哉, 富岡 寛文, 及川 悠, 布川 裕規, 池田 通, 原田 浩之
    • Organizer
      第47回日本頭頸部癌学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 口腔白板症の悪性転化に対する機械学習モデルの予測精度評価2023

    • Author(s)
      木下 直哉, 津島 文彦, 原田 浩之
    • Organizer
      第68回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 舌扁平上皮癌DOI≦5mm症例における頸部リンパ節転移に関する臨床病理学的検討2023

    • Author(s)
      及川 悠, 木下 直哉, 清水 六花, 西井 直人, 釘本 琢磨, 黒嶋 雄志, 富岡 寛文, 道 泰之, 原田 浩之
    • Organizer
      第61回日本癌治療学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 口腔に発生した明細胞癌の2例2022

    • Author(s)
      木下 直哉, 釘本 琢磨, 布川 裕規, 清水 六花, 西井直人, 大迫 利光, 平井 秀明, 池田 通, 原田 浩之
    • Organizer
      日本頭頸部癌学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 舌筋組織再生のためのナノゲル架橋ポーラスゲルの設計と機能評価2022

    • Author(s)
      木下直哉, 丸川恵理子, 原田浩之
    • Organizer
      第76回 日本口腔科学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 柔らかい筋組織再生のためのナノゲルからなる多孔性ゲルの設計と機能評価2020

    • Author(s)
      佐々木善浩、木下直哉、林駿哉、澤田晋一 、 丸川恵理子、原田浩之、秋吉一成
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2025-01-30  

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