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Proteome analysis of serum proteins adsorbed on DLC coated ePTFE surface to expand the medical application

Research Project

Project/Area Number 22K08936
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research InstitutionIwate Medical University

Principal Investigator

迫田 直也  岩手医科大学, 医学部, 助教 (00839037)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤井 泰宏  岡山大学, 大学病院, 助教 (40534673)
中谷 達行  岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 教授 (50520920)
逢坂 大樹  岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (70839141)
笠原 真悟  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90233692)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
KeywordsDiamond-like carbon / タンパク吸着 / タンパク網羅的解析 / 表面界面 / バイオミメティック / ePTFE / カルボキシル基 / アミノ基 / プロテオーム分析 / 異物界面 / ePTFE人工血管 / Proteome Analysis / Protein Adsorption / 人工血管
Outline of Research at the Start

本研究では、4種類のDLCをePTFE人工血管内面にコーティングしタンパク吸着の特性を分析し、医療への応用につなげる。まずヒト前血漿を用いて、SDS-PAGE試験を行い、各種タンパク吸着のバンドを得られることを確認する。また、簡易TMT試験に必要なタンパク量が得られるか確認する(得られないことはないと予想されるが必要な確認である)。その後、簡易TMT試験を思考し、ヒト血漿タンパクの内、どの種のタンパクが各種コーティングによって付着するのか?その付着量比を得て、各種DLCがどのようなタンパク吸着特性を有するのか?確認する。本研究の結果は各種DLCの医療適用に繋がるDataとなる。

Outline of Annual Research Achievements

Diamond-like Carbon (DLC) は生体と同じく炭素と少量の水素を主体とした物質で、その表面は非常に非活性な状態である。血液に対しても比較的不活性で、血液の反応性としては血管内皮に近いものがある。実際の血管内皮表面はタンパクで覆われており、その表面にはカルボキシル基やアミノ基といった官能基が多数存在する。DLCコーティングにこれらの官能基を付加した方がより生体に近づいた(バイオミメティックな)DLCとなるのではないかと考え、カルボキシル基付加DLC(C-DLC)、アミノ基を付加DLC(A-DLC)開発を試み、成功した。
DLC はextended polytetrafluoroethylene(ePTFE)界面を親水性に傾けるが、カルボキシルDLCではさらに親水性が向上しており、官能基付加は実際に界面に大きな変化を与えている事が確認されている。本年度は、アミノ基付加の最適化が終了、これについては論文を公表した。さらに両性DLCの開発が完了、本研究に使用する両性付加DLCの成膜条件も確定した。
ヒト全血漿を用いた、全血漿接触試験を施行し、SDS-PAGE試験でタンパクの網羅的付着を確認した。簡易TMT解析のプロトコールを策定し、測定外注先の島津テクノリサーチ社と最終的な打ち合わせを行い、ヒト全血漿接触後の付着タンパクの網羅的解析試験を現在施工中である。解析の途中経過報告を先日うけたが、アルブミン単独での吸着、フィブリノーゲン単独での吸着試験と異なる可能性が示唆されている。
今後は解析の最終報告をうけて解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年簡易TMT試験を本年度実行できた。解析中である。

Strategy for Future Research Activity

簡易TMT試験の解析結果を分析完了し、学会発表と論文公表を予定している。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] 解説: 人工血管やカテーテルなどの医療デバイスに用いられている材料の現状と医療用DLCの開発について2024

    • Author(s)
      中谷達行, 藤井泰宏
    • Journal Title

      材料の科学と工学

      Volume: 61 Pages: 14-17

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Ultra-hydrophilic Diamond-like Carbon Coating on an Inner Surface of a Small-diameter Long Tube with an Amino Group by AC High-voltage Plasma Discharge2023

    • Author(s)
      Yuichi Imai, Hiroyuki Fukue, Tatsuyuki Nakatani, Shinsuke Kunitsugu, Noriaki Kuwada, Yasuhiro Fujii, Daiki Ousaka, Susumu Oozawa, and Tomio Uchi
    • Journal Title

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      Volume: 36 Issue: 5 Pages: 379-384

    • DOI

      10.2494/photopolymer.36.379

    • ISSN
      0914-9244, 1349-6336
    • Year and Date
      2023-06-15
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] . -最先端医療の今-, Diamond-Like Carbon の最近の進歩と人工血管の応用2023

    • Author(s)
      藤井泰宏, 逢坂大樹, 中谷達行
    • Journal Title

      Medical Science Digest

      Volume: 49 Pages: 658-661

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Diamond-like Carbon コーティング: 技術革新による医療応用拡大の可能性2024

    • Author(s)
      藤井 泰宏
    • Organizer
      iPark 湘南 Membership Day
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    • Invited
  • [Presentation] 日本の医療機器開発:AMED出向で学んだこと2024

    • Author(s)
      藤井 泰宏
    • Organizer
      IEEE JAPAN COUNCIL LIVE WEBINAR SERIESIEEE Engineer Spotlight
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    • Invited
  • [Presentation] 医療機器表面の抗菌加工:ニーズと我々の取り組み2023

    • Author(s)
      藤井 泰宏
    • Organizer
      第6回医用DLC研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] “ぬれ性”制御と表面処理・改質技術 -自動車、5G/6G、粘・接着剤、IJインク-, 第3 章高分子、樹脂材料におけるぬれ性の制御、第17節 DLC薄膜の形成と表面処理・改質への応用2023

    • Author(s)
      中谷達行, 今井裕一, 國次真輔, 藤井泰宏
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049774
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] 第2編 バイオフィルム最新研究, 第6章 表面処理によるバイオフィルム形成阻害, 第2節 医療用ダイヤモンド状炭素(DLC)成膜によるバイオフィルム形成抑制, 「バイオフィルム 革新的制御技術」2023

    • Author(s)
      中谷達行, 藤井泰宏, 桒田憲明, 和田里章悟
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438340
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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