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Preparation of sol-gel bioactive glass fibres with graded structure and evaluation of their cell compatibility

Research Project

Project/Area Number 21H01621
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

obata akiko  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40402656)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Keywords生体材料 / ガラス / 細胞 / 繊維 / 生体用ガラス材料 / ゾルゲルガラス / イオン / 生体活性 / 生体組織再生
Outline of Research at the Start

超高齢化社会に対応すべく、生体組織の再生を促進する機能に特化した高機能性生体材料が求められている。本研究では、ガラスから溶出されるイオンによる細胞の活性化効果に着目し、この効果を十全に活かすために組織設計した新規生体活性ゾルゲルガラス繊維の創製を試みる。研究代表者らが独自に考案した繊維化技術と、最近見出したゾルゲルガラスのイオン溶出制御に対するある酸化物の有用性に着目し活用する。さらに、その特異な供給プロセスと細胞による組織新生の関係性について細胞培養試験より検討することで、従来にない高機能性生体活性ガラスの達成へ導く。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we attempted to develop bioactive glass fibers that have the function of promoting the regeneration of biological tissue. The glass was synthesized using the sol-gel method, which is a liquid phase method, and the electrospinning method was used to fabricate the fibers. We tried to create fibers with a core-shell structure, aiming to elute any inorganic ion from the glass fibers, thereby activating cells and promoting tissue regeneration. We also designed the composition of the glass to achieve ideal ion supply behavior. Furthermore, cell culture tests revealed that certain ions exhibit a promoting effect in the tissue regeneration process mediated by immune system cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢社会に突入している日本において、健康寿命を延ばすための高機能な生体材料が求められている。特に骨疾患治療用の材料は需要が高いと見込まれる。従来の材料は硬く脆いものが多かったが、本研究では綿の様な柔軟性のある繊維をガラス単体で作製することに成功した。また、細胞を活性化させる機能を有するため、骨などの組織の再生を促進することが期待される。将来的には、綿状ガラスという新しい生体材料を提供するだけでなく、生体以外の分野へも展開できると考える。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Birmingham/University of Hull/Nottingham Trent University(英国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Imperial College London/University of Birmingham(英国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Borosilicate sol-gel bioactive glasses and the effect of borate content on structure-property relationships2024

    • Author(s)
      Daisuke Ishihara, Anthony L.B. Macon, Elizabeth Norris, Julian R. Jones, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
    • Journal Title

      Journal of Sol-Gel Science and Technology

      Volume: - Issue: 1 Pages: 106-116

    • DOI

      10.1007/s10971-023-06075-0

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 組成傾斜構造を有するゾル-ゲルガラス繊維の作製2024

    • Author(s)
      簗瀬千明、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      日本セラミックス協会2024年年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of Calcium Borate-based Glasses by Sol-Gel Method2023

    • Author(s)
      Akiko Obata, Tomohito Takagi, Chiaki Yanase, Toshihiro Kasuga
    • Organizer
      The 37th International Kore-Japan Seminar on Ceramics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Boron-containing sol-gel glasses for tissue regeneration2023

    • Author(s)
      Akiko Obata, Hiroki Hatakeyama, Tomohito Takagi, Shota Suda, Toshihiro Kasuga
    • Organizer
      International Workshop on Advanced Ceramics 09 (IWAC09)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ゾルゲル法による生体用ホウ酸カルシウム系ガラスの作製2023

    • Author(s)
      小幡亜希子, 高木智人, 簗瀬千明, 春日敏宏
    • Organizer
      第45回日本バイオマテリアル学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 治療イオンを徐放する生体活性ゾルゲルガラスの開発2023

    • Author(s)
      小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      日本セラミックス協会第36回秋季シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 構造の異なるケイ素化合物による細胞活性効果の調査2023

    • Author(s)
      池戸一将、須田祥太、小幡亜希子、春日敏宏、五十嵐正安
    • Organizer
      2023年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体用SiO2-CaO-Ga2O3ゾルゲルガラスの合成2023

    • Author(s)
      橋見拓人、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      第25回生体関連セラミックス討論会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2-CaOゾルゲルガラスへのGa導入が構造及び溶解性に与える影響2023

    • Author(s)
      橋見拓人、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      日本セラミックス協会第36回秋季シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2ゾルゲルガラスへのGaおよびAl導入が構造及び溶解性に与える影響2023

    • Author(s)
      橋見拓人, 小幡亜希子, 春日敏宏
    • Organizer
      第64回東海若手セラミスト懇話会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ケイ酸カルシウム系ゾルゲルガラスコアシェル繊維の作製2023

    • Author(s)
      簗瀨千明, 小幡亜希子, 春日敏宏
    • Organizer
      第64回東海若手セラミスト懇話会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体用ホウ酸カルシウム系ゾルゲルガラスの作製2022

    • Author(s)
      高木智人、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      2022年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2-CaOゾルゲルガラスへのガリウムの導入効果2022

    • Author(s)
      橋見拓人、犬塚匡哉、小幡亜希子、Julian R Jones、矢澤宏次、春日敏宏
    • Organizer
      第62回東海若手セラミスト懇話会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コアシェル構造を有するゾルゲルガラス繊維の作製2022

    • Author(s)
      簗瀨千明, 小幡亜希子, 春日敏宏
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会2022年度春季大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Preparation of bioactive glass fibers with core-shell structure2022

    • Author(s)
      Chiaki Yanase, Gowsihan Poologasundarampillai, Akiko Obata, and Toshihiro Kasuga
    • Organizer
      21th Asian BioCeramics Symposium (ABC2022)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SiO2-CaOゾルゲルガラスのイオン溶出能に対するガリウム導入の影響2022

    • Author(s)
      橋見拓人、犬塚匡哉、Julian R Jones、矢澤宏次、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      日本金属学会2021年(第171回)秋期講演大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] SiO2-CaOゾルゲルガラスにおけるガリウムの導入効果2021

    • Author(s)
      橋見拓人、犬塚匡哉、小幡亜希子、春日敏宏
    • Organizer
      2021年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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