| Project/Area Number |
22F20710
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安達 泰治 京都大学, 医生物学研究所, 教授 (40243323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GULATI KARAN 京都大学, 医生物学研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2022-04-22 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 細胞接着 / ナノ工学 / 原子間力顕微鏡 / 単一細胞力学試験 / インプラント |
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| Outline of Research at the Start |
This project comprises of in-depth analysis of the initial cell adhesion and interaction with nanoporous Ti implants via quantification of adhesion strength measured by atomic force microscopy (AFM)-based single-cell force spectroscopy (SCFS). We aim to perform SCFS using AFM, towards measuring the "force-signature" of the cell-adhesion on nanopores. This nanoscopic force information can be used to gauge and measure the initial cellular attachment, which can aid in predicting the long-term performance in real implant setting.
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| Outline of Annual Research Achievements |
整形外科・歯科において用いられるインプラントの表面改質により、表面の生物活性の制御、細胞接着や生体適合性の調節が可能となり、長期間のインプラント安定化につながる。本研究では、インプラント用チタンナノポーラス材料に対する骨芽細胞・線維芽細胞のナノ力学接着特性を原子間力顕微鏡（AFM）を用いて評価するための基礎検討を行った。
まず、AFMカンチレバーの表面化学修飾により、カンチレバー表面に細胞を付着させる手法をいくつか検討し、それぞれの手法の課題点を抽出した。カンチレバー先端に結合させたマイクロビーズへの非特異的な細胞接着性が問題となったため、事前に表面修飾したマイクロビーズをカンチレバーに結合させることで、マイクロビーズ表面にのみ細胞を付着させる手法を提案した。次に、細胞を保持したAFMカンチレバーをチタンナノポーラス材料表面に押し付け、これを引き離す際のナノニュートンスケールの力計測の可能性を探った。
本実験の結果、ナノポーラス材料と細胞との初期接着力を計測できることは確認できたが、中長期にわたるインプラントの安定性評価に対して、新たなナノ力学特性評価の開発の必要性が明らかとなった。実験のハイスループット化のため、ナノポーラス材料をマイクロビーズに表面作成するなどのさらなる改善案が挙げられた。また、in vivo内における細胞状態が本in vitro実験に反映されるかなど、今後検討すべき課題を議論することができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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