| Project/Area Number |
22K20483
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
Sasaki Makoto 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 特任准教授 (80768812)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | シルクフィブロイン / 精練 / 生体吸収性 / 医療機器応用 / 医療機器 / 天然由来タンパク質 |
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| Outline of Research at the Start |
臨床では革新的な生体吸収性医療機器の登場が期待されている一方で、既存生分解性素材はそれぞれ解決し難い欠点を内在しており、要求される性能を完全に満足できていないのが実情である。次代の生分解性素材として期待されるシルクフィブロインについては、実際の医療機器に応用された事例が乏しく、潜在的な能力が明白となっていない。そこで、本研究では、シルクフィブロインを応用して立体構造物を作製し、力学的特性と生体適合性・生分解性の関係を評価した上で、それらに寄与する分子構造上の要素を解明する。本研究で得られる成果は、生体吸収性医療機器開発における要素技術として重要である。
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| Outline of Final Research Achievements |
Degumming with an aqueous alkaline solution is the initial step to purify silk fibroin (SF) aqueous solution from silkworm cocoon. While the process is essential to remove sericin, it affects the molecular state of SF. In this study, we focused on the physical and biological properties of the films prepared using different SF aqueous solutions, which were obtained through the degumming with Na2CO3 aqueous solutions at various concentrations, followed by water solubilization and dialysis.
It was confirmed that increase in the concentration of Na2CO3 resulted in a wider distribution of molecular weight of SF in the purified aqueous solution. The prepared SF film with the high content of low molecular weight chains below 100kDa performed faster degradation rate and lower fibroblast adhesion than that with high molecular weight chains. In a rat abdominal adhesion model, the former tended to inhibited postoperative adhesion, and the latter promoted the adhesion on the wound site.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
SFは優れた生体適合性を有していることが報告されているにも関わらず、国内において生体吸収性医療機器（スキャフォールド）へ応用された事例は皆無である。本研究では、SFフィルムにおける分子状態（分子鎖長や分子量分布）と機能（機械特性や分解性、細胞接着性）との重要な関係性を確認することができた。これは、成形加工工程における些細な条件の違いが、成果物の機能に多大なる影響をもたらすことを示唆する。これらの深い理解は、スキャフォールド開発における一助となり得る。
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