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Osteogenesis and remodeling mechanisms on carbon nanohorn-modified titanium.

Research Project

Project/Area Number 21K21029
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

Kimura Sadahito  北海道大学, 大学病院, 医員 (60910635)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsカーボンナノホーン / M1マクロファージ / M2マクロファージ / 分極化 / 組織リモデリング / インプラント / マクロファージ / 破骨細胞 / 骨芽細胞
Outline of Research at the Start

申請者らは,高い生体適合性を有すカーボンナノホーン(CNHs) を用いた口腔インプラントの開発を目的としている.既にCNHsを貪食したマクロファージが骨芽細胞の分化を促進し,CNHsを修飾したTi(CNHs/Ti)により骨形成が促進されることを報告した.インプラントの正常な骨結合には埋入後の免疫反応と骨リモデリングが不可欠である.本研究では,CNHs/Tiの骨形成メカニズムへの関与と骨リモデリングに与える影響を調べるためにin vivo でのCNHsを貪食したマクロファージの分極と,骨芽細胞と骨髄間質細胞の共培養における発現因子を検索する.

Outline of Final Research Achievements

Macrophages were cultured on Ti (CNH/Ti) with surface-modified carbon nanohorns (CNHs) and subjected to genetic analysis by microarray, cytokine expression analysis by ELISA, immunocytological observation using laser confocal microscopy, and cytokine measurement by qRT-PCR. Microarray analysis was performed.
The results strongly suggested that CNHs may induce polarization of macrophages to M2 macrophages, which are involved in tissue regeneration.
Furthermore, the fluorescence intensity of M2 in macrophages around CNH/Ti tended to be higher than that around Ti in vivo.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究代表者らは,高い生体適合性を有すカーボンナノホーン(CNHs) を用いた口腔インプラントの開発を目的としている.既にCNHsを貪食したマクロファージが骨芽細胞の分化を促進し,CNHsを修飾したTi(CNHs/Ti)により骨形成が促進されることを報告した.インプラントの正常な骨結合には埋入後の免疫反応と骨リモデリングが不可欠である.本研究では,CNHs/Tiの骨形成メカニズムへの関与と骨リモデリングに与える影響を調べるためにin vivo でのCNHsを貪食したマクロファージの分極と,骨芽細胞と骨髄間質細胞の共培養における発現因子を検索する.

Report

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

    (7 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] Development of near-infrared light-responsive carbon nanohorns for control of minocycline release.2023

    • Author(s)
      Konishi D, Hirata E, Takano Y, Maeda Y, Kimura S, Yudasaka M, Yokoyama A
    • Organizer
      Biomaterials International
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノホーン複合体の近赤外光照射による静菌効果2023

    • 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13回ナノカーボンバイオサテライトシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 近赤外光照射により静菌効果を発揮する光機能性カーボンナノホーンの開発2023

    • 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53回日本口腔インプラント学会学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] カーボンナノホーン修飾チタンにおけるマクロファージの極性変化2022

    • Author(s)
      木村貞仁,平田恵理,髙野勇太,前田由佳利,坂入正敏,湯田坂雅子,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 Research-status Report
  • [Presentation] カーボンナノホーン修飾チタン上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
      第131回日本補綴歯科学会学術大会
    • Related Report
      2022 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] 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: 2021-10-22   Modified: 2025-01-30  

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