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ポリイオンコンプレックスナノ構造を中心とする融合マテリアル創出法の開発

Publicly Offered Research

Project AreaFusion Materials: Creative Development of Materials and Exploration of Their Function through Molecular Control
Project/Area Number 25107709
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

岸村 顕広  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70422326)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsナノ構造体 / ポリイオンコンプレックス / ブロック共重合体 / メソポーラスシリカ / ナノ粒子 / ドラッグデリバリーシステム / ベシクル / ナノ材料
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、水中で簡便に調製可能なブロック共重合体型ポリイオンコンプレックス(PIC)ナノ構造体を基盤材料とし、水系で簡便かつ効率的な融合マテリアル作製手法の開発に挑戦した。このような技術の開発は、低環境負荷で高度な材料を開発する手法を提供するだけでなく、水系で起こる生命現象に代表される動的機能を組み込んだ素材開発を可能にする点で大変重要な技術となる。これまでにPICベシクルをはじめとするPICナノ構造体の作製技術を独自に開発してきたが、当該年度ではナノスケールでの相分離構造を活用した新規融合マテリアルの創製を行った。まず、ポリエチレングリコール (PEG)からなる水溶性非荷電ブロックとポリアミノ酸由来の荷電性ブロックからなるdouble hydrophilicブロック共重合体を基盤とし、PEGと荷電連鎖の割合を詳細にチューニングすることで、いわゆるブロック共重合体のミクロ相分離構造発現のメカニズムに従って多彩なナノ構造を制御できることを見出した。また、温度に応答したPEGの脱水和・凝着力上昇などに連動して、加熱/冷却に対して可逆的に微細構造を変化させられることを見出した。さらに、一連のナノ構造体がコアセルベート(濃縮液相)となりうることを突き止め、その濃縮力を応用した融合マテリアルの開発を進めた。市販の酸化鉄ナノ粒子を水溶液中に均一分散させ、PICコアセルベートと混合したところ、酸化鉄ナノ粒子を高効率でPICコアセルベート相へと回収することができた。この時、仕込みの酸化鉄ナノ粒子濃度に応じて得られるPICの性状が変化し、ある程度の濃度まで流動性を保持していた。また、流動性を示すサンプルについて、超薄切片のTEM観察により構造解析を行ったところ、ミクロ相分離構造のPICドメイン選択的に酸化鉄ナノ粒子が捕捉されることがわかった。これらの知見は、新規ハイブリッド流体材料作製の上で非常に重要な技術であると考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (58 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (42 results) (of which Invited: 9 results) Book (1 results) Remarks (6 results)

  • [Journal Article] Density-tunable Conjugation of Cyclic RGD Ligands with Polyion Complex Vesicles for the Neovascular Imaging of Orthotopic Glioblastomas2015

    • Author(s)
      Wataru Kawamura, *Yutaka Miura, Daisuke Kokuryo, Kazuko Toh, Naoki Yamada, Takahiro Nomoto, Yu Matsumoto, Daiki Sueyoshi, Xueying Liu, Ichio Aoki, Mitsunobu R. Kano, Nobuhiro Nishiyama, Tsuneo Saga, Akihiro Kishimura, and *Kazunori Kataoka
    • Journal Title

      Science and Technology of Advanced Materials

      Volume: 印刷中

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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication of Polyion Complex Vesicles with Enhanced Salt and Temperature Resistance and Their Potential Applications as Enzymatic Nanoreactors2014

    • Author(s)
      Sayan Chuanoi, Yasutaka Anraku, Mao Hori, *Akihiro Kishimura, *Kazunori Kataoka
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 15 Issue: 7 Pages: 2389-2397

    • DOI

      10.1021/bm500127g

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Morphology control in water of polyion complex nanoarchitectures of double-hydrophilic charged block copolymers through composition tuning and thermal treatment2014

    • Author(s)
      A. Wibowo, K. Osada, H. Matsuda, Y. Anraku, H. Hirose, A. Kishimura, K. Kataoka
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 47 (9) Issue: 9 Pages: 3086-3092

    • DOI

      10.1021/ma500314d

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrothermally synthesized PEGylated calcium phosphate nanoparticles incorporating Gd-DTPA for contrast enhanced MRI diagnosis of solid tumors2014

    • Author(s)
      P. Mi, N. Nishiyama, et al.
    • Journal Title

      J. Control. Release

      Volume: 136 Issue: 1 Pages: 157-163

    • DOI

      10.1021/ja406992w

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  • [Journal Article] ポリイオンコンプレックス型透過膜を有する中空カプセルPICsomeの開発とその応用2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Journal Title

      膜

      Volume: 39 Pages: 296-301

    • NAID

      130005069441

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    • Author(s)
      *Horacio Cabral, Kanjiro Miyata, *Akihiro Kishimura,
    • Journal Title

      Advanced Drug Delivery Reviews

      Volume: 74 Pages: 35-52

    • DOI

      10.1016/j.addr.2014.06.003

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  • [Journal Article] Hydrothermally synthesized PEGylated calcium phosphate nanoparticles incorporating Gd-DTPA for contrast enhanced MRI diagnosis of solid tumors2014

    • Author(s)
      P. Mi, D. Kokuryo, H. Cabral, M. Kumagai, T. Nomoto, I. Aoki, Y. Terada, A. Kishimura, N. Nishiyama, K. Kataoka
    • Journal Title

      J. Control. Release

      Volume: 174 Pages: 63-71

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2013.10.038

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    • Author(s)
      Sayan Chuanoi, Wen-Fei Dong, Akihiro Kishimura, Yasutaka Anraku, and Kazunori Kataoka
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 46 Issue: 2 Pages: 130-135

    • DOI

      10.1038/pj.2013.82

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  • [Journal Article] ナノサイズベシクル“PICsome”を用いた 生体イメージングとナノ生理学の可能性2013

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Journal Title

      高分子

      Volume: 62 Pages: 323-324

    • NAID

      10031174575

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  • [Presentation] ポリイオンコンプレックスナノ構造を中心とする融合マテリアル創出法の開発2015

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      融合マテリアル第11回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      北九州、福岡
    • Year and Date
      2015-01-26 – 2015-01-27
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  • [Presentation] 腫瘍でくすりを作る酵素封入型PICsomeの機能評価2014

    • Author(s)
      安楽泰孝, Ling Xiao, Horacio Cabral, 末吉大輝, 福島重人, 松本 有, 藤加珠子, 神谷真子, 浦野泰照, 岸村顕広, 西山伸宏, 片岡一則
    • Organizer
      第36回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀, 東京
    • Year and Date
      2014-11-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Unique Properties of Nano-Structured Coacervates Consisting of PEG-Polypeptides Block Copolymers2014

    • Author(s)
      Akihiro Kishimura, Arie Wibowo, Kenshiro Naoyama, Hidehiro Oana, Masao Washizu, Kensuke Osada, Kazunori Kataoka, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-04
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Mesoporous Silica Nanoparticle (MSN)–Polyion Complex (PIC) hybrid as a Novel Drug Delivery Vehicle2014

    • Author(s)
      Akihiro Kishimura, Akinori Goto, Hung-Chi Yen, Ping-Shan Lai, Yasutaka Anraku, Kazunori Kataoka
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Fusion Materials
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2014-11-02 – 2014-11-04
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Microchannel-assisted Preparation of Polyion Complex Vesicles and Real-time Observation of Their Dynamic Responses to External Electric Fields2014

    • Author(s)
      Daiki Sueyoshi, Akihiro Kishimura, Hidehiro Oana, Yasutaka Anraku, Madoka Takai, Masao Washizu, and Kazuomri Kataoka
    • Organizer
      μTAS 2014 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • Place of Presentation
      San Antonio, Texas, USA
    • Year and Date
      2014-10-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 直鎖状および樹状荷電性高分子をコンポーネントとする自己組織化構造体の作製とその特徴的挙動2014

    • Author(s)
      尚山 堅士郎, 森 健, 片山 佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      バイオマテリアル学会 九州ブロック講演会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス, 福岡
    • Year and Date
      2014-09-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 物性制御可能なナノカプセルの開発と新しい生理学の可能性2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      第二回生体分子サイエンスセミナー,
    • Place of Presentation
      すずかけ台ホール, 東京工業大学
    • Year and Date
      2014-09-02
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    • Invited
  • [Presentation] Preparation of polyioncomplex nanostructures based on dendritic and linear-type charged poly(amino aicd)s2014

    • Author(s)
      Kenshiro Naoyama, Tatsuhiro Yamamoto, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama and Akihiro Kishimura
    • Organizer
      The 15 th IUMRS International Conference in Asia
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-08-26
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  • [Presentation] Development of the Nano-trap Device for Controlling Microenvironment of Rrefractory Tumors2014

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      Tomoki Hata, Hengmin Tang, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama and Akihiro Kishimura
    • Organizer
      The 15 th IUMRS International Conference in Asia
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-08-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ構造を有するコアセルベートの機能開発2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      第1回ソフト界面研究会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス, 東京
    • Year and Date
      2014-08-01
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子中空ナノカプセルPICsomeを用いた新しいDDSのアプローチ2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      第30回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(芝共立キャンパス), 東京,
    • Year and Date
      2014-07-30
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    • Invited
  • [Presentation] 生理的条件での安定性向上を目指したポリイオンコンプレックス中空粒子(PICsome)の開発2014

    • Author(s)
      堀 真緒, 安楽泰孝, 岸村顕広, 片岡一則
    • Organizer
      第24回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス, 東京
    • Year and Date
      2014-07-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Polyion Complex Vesicles “PICsomes” with Semipermeable Properties As a Novel Platform for Nano-medicine2014

    • Author(s)
      Akihiro Kishimura
    • Organizer
      The 5th International Conference on the Development of Biomedical Engineering in Vietnam
    • Place of Presentation
      Ho Chi Minh City, Vietnam
    • Year and Date
      2014-07-17
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Tuning Semipermeability of Polyion Complex Vesicles “PICsomes” by Varying Polycation Side Chains and Crosslinking Degree of Polyion Complex Membrane2014

    • Author(s)
      Omer F. Mutaf, Akihiro Kishimura, Yasutaka Anraku and Kazunori Kataoka
    • Organizer
      41th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2014-07-15
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  • [Presentation] Development of Novel Therapeutic Nano-devices Based on Polyion Complex Vesicles (PICsomes)2014

    • Author(s)
      Akinori Goto, Akihiro Kishimura, Hung-Chi Yen, Ping-Shan Lai, Yasutaka Anraku, Kazunori Kataoka
    • Organizer
      NanoBio Australia 2014 (5th International NanoBio Conference & 3rd International Conference on BioNano Innovation (ICBNI))
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Year and Date
      2014-07-10
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  • [Presentation] アミノ酸をモノマーとするジブロック共重合体及びデンドリマーを利用したポリイオンコンプレックス構造体の作製と形態制御2014

    • Author(s)
      尚山 堅士郎, 森 健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 北九州, 福岡
    • Year and Date
      2014-06-28
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  • [Presentation] 難治性がんの環境制御を目指したナノトラップ型デバイスの開発2014

    • Author(s)
      秦 智貴, 唐 衡敏, 森 健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場, 北九州, 福岡
    • Year and Date
      2014-06-28
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリイオンコンプレックスを用いた水中での簡便なポリマーナノ構造形成と生体材料応用2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      第86回千葉地域活動高分子研究交流講演会
    • Place of Presentation
      市原市, 千葉
    • Year and Date
      2014-06-10
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of Responses of Polyion Complex Vesicles (PICsomes) to Electric Fields and Their Application2014

    • Author(s)
      Daiki Sueyoshi, Akihiro Kishimura, Hidehiro Oana, Yasutaka Anraku, Masao Washizu and Kazunori Kataoka
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 名古屋
    • Year and Date
      2014-05-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 直鎖状ジブロック共重合体とアミノ酸デンドリマーから成るポリイオンコンプレックスナノ構造体の開発2014

    • Author(s)
      尚山堅士郎, 森 健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 名古屋
    • Year and Date
      2014-05-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 病態環境制御に向けたナノトラップ型デバイスの開発2014

    • Author(s)
      秦 智貴, 森 健, 片山佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 名古屋
    • Year and Date
      2014-05-29
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  • [Presentation] Controlling Semipermeability of PICsomes by Varying Polycation Side Chains and Crosslinking Degree of PIC Membrane2014

    • Author(s)
      Omer F. Mutaf, Akihiro Kishimura, Yasutaka Anraku, and Kazunori Kataoka,
    • Organizer
      第63回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場, 名古屋
    • Year and Date
      2014-05-28
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  • [Presentation] ポリイオンコンプレックス型透過膜を有する中空カプセルPICsomeの開発とDDSへの応用2014

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      日本膜学会第36年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(西早稲田キャンパス), 東京
    • Year and Date
      2014-05-13
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    • Invited
  • [Presentation] ポリイオンコンプレックス型ベシクルPICsomeを用いた新規薬物送達システム開発

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      バイオマテリアル学会九州講演会2013
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス、熊本
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  • [Presentation] ポリイオンコンプレックス型ベシクルPICsomeの開発と薬物送達への応用

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      第23回日本MRS年次大会 セッションN
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      横浜市開港記念会館、横浜
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  • [Presentation] ブロック共重合体を用いたポリイオンコンプレックス形成に基づくナノ構造制御とその応用

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      岸村顕広
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      日本接着学会東北支部講演会2013
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      東北大学片平キャンパス多元物質科学研究所、仙台
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  • [Presentation] ポリイオンコンプレックス形成を利用した簡便なナノ構造形成とその応用

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      岸村顕広
    • Organizer
      第14回リング・チューブ超分子研究会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス、福岡
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      A. Wibowo, A. Kishimura, H. Matsuda, Y. Anraku, S. Osanai, H. Hirose, and K. Kataoka
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      2013 MRS Fall Meeting & Exhibit
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    • Organizer
      40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
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      A. Kishimura, Y. Anraku, A. Goto, D. Sueyoshi, L. Xiao, N. Nishiyama, and K. Kataoka
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      40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
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      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
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      Y. Anraku, M. Kamiya, S. Tanaka, T. Nomoto, K. Toh, Y. Matsumoto, A. Kishimura, M. R. Kano, Y. Urano, N. Nishiyama, and K. Kataoka
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      40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society
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      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii, USA
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      Sivanantham Murugaboopathy, Yasutaka Anraku, Akihiro Kishimura, and Kazunori Kataoka
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      IUPAC 10th International Conference on Advanced Polymers via Macromolecular Engineering (APME2013)
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      Durham University, Durham, UK
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      岸村顕広, 安楽泰孝, 後藤晃範, 片岡一則
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      第29回日本DDS学会学術集会
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      京都テルサ, 京都
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  • [Presentation] 汎用性の高い酵素プロドラッグ療法用キャリアを指向した血中滞留型中空ナノ粒子(PICsome)の構築

    • Author(s)
      安楽泰孝, 岸村顕広, 神谷真子, 田中さやか, 野本貴大, 藤加珠子, 松本有, 狩野光伸, 浦野泰照, 西山伸宏, 片岡一則
    • Organizer
      第29回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京都テルサ, 京都
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ブロック共重合体を用いて作製したコアセルベートの特異な性質とその応用

    • Author(s)
      岸村顕広, Arie Wibowo, 小穴英廣, 鷲津正夫, 片岡一則
    • Organizer
      第23回バイオ・高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス, 東京
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリイオンコンプレックス型ベシクルPICsomeを用いた新規生体イメージング/薬物送達手法の開発

    • Author(s)
      岸村顕広, 安楽泰孝, 柿山創, Mutaf Omer, 後藤晃範, 片岡一則
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学, 名古屋
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリイオンコンプレックスナノ構造を中心とする融合マテリアル創出法の開発

    • Author(s)
      岸村顕広
    • Organizer
      新学術領域研究「融合マテリアル」第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学日吉キャンパス, 横浜
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] PIC型ベシクルの特徴を活かした酵素プロドラッグ療法用キャリアの構築

    • Author(s)
      安楽泰孝, 岸村顕広, 神谷真子, 田中さやか, 野本貴大, 藤加珠子, 松本有, 狩野光伸, 浦野泰照, 西山伸宏, 片岡一則
    • Organizer
      第62回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館, 京都
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  • [Presentation] ソフト界面制御によるナノ・マイクロ粒子の微細構造制御とその機能開発

    • Author(s)
      岸村顕広, 小穴英廣, Arie Wibowo, Sivanantham Murugaboopathy, 安楽泰孝, 鷲津正夫, 片岡一則
    • Organizer
      新学術領域研究「ソフト界面」第10回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学駒場Iキャンパス, 東京
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  • [Presentation] 微小腫瘍検出のための長時間血中滞留型ポリイオンコンプレックス中空ナノ粒子SPIO-Cy5-PICsomeの開発

    • Author(s)
      國領大介, 安楽泰孝, 岸村顕広, 田中 さやか, 狩野光伸, 西山伸宏, 佐賀恒夫, 青木伊知男, 片岡一則
    • Organizer
      第41回日本磁気共鳴医学会大会
    • Place of Presentation
      アスティとくしま, 徳島
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  • [Presentation] アミノ酸デンドリマーを基材としたポリイオンコンプレックスナノ構造体の開発

    • Author(s)
      K. Naoyama, T. Yamamoto, T. Mori, Y. Katayama, A. Kishimura
    • Organizer
      第23回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館, 横浜
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  • [Presentation] 酵素封入型PICsomeの開発と生体解毒への応用

    • Author(s)
      唐 蘅敏, 森 健, 田中智之, 片山佳樹, 岸村顕広
    • Organizer
      第23回日本MRS年次大会
    • Place of Presentation
      横浜市開港記念会館, 横浜
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      2013 Annual Research Report
  • [Book] 有機機能材料 基礎から応用まで2014

    • Author(s)
      松浦和則, 角五 彰, 岸村顕広, 佐伯昭紀, 竹岡敬和, 内藤昌信, 中西尚志, 舟橋正浩, 矢貝史樹
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      講談社
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  • [Remarks] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門(分子) 片山研

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~katayama/

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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学分子システム科学センター

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~cms/

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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学大学院工学研究院応用化学部門 片山研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~katayama/member_kisimura.html

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  • [Remarks] 九州大学分子システム科学センター

    • URL

      http://www.chem.kyushu-u.ac.jp/~cms/

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      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本化学会 新領域研究G「エキゾチック自己組織化材料 (ExOM)」

    • URL

      http://exotic.chemistry.or.jp/

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      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 新学術領域研究「融合マテリアル」領域公式ホームページ

    • URL

      https://www.fusion-materials.org/members/profile/akihiro-kishimura.html

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      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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