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2010 Fiscal Year Annual Research Report

カーボンナノチューブの3次元細胞培養担体への応用

Research Project

Project/Area Number 10J03575
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

平田 恵理  北海道大学, 大学院・歯学研究科, 特別研究員(DC2)

Keywordsカーボンナノチューブ / 生体適合性 / 骨芽細胞 / 細胞培養担体
Research Abstract

カーボンナノチューブ(CNTs)は炭素六員環がチューブ状に結合したものである.機械的特性や化学的安定性に優れ,生体適合性が高いことから生体材料への応用が期待されている.我々はこれまでに,CNTs特有の立体構造に着目し,3次元細胞培養担体の1つであるコラーゲンスポンジの表面をCNTsでコートしたCNTコートスポンジを開発した.本研究では,CNTコートスポンジの骨再生への応用の可能性を検討するため,1.CNTコートスポンジ内部への細胞接着機構の詳細な観察,2.初代骨芽細胞の分化への影響の評価,3.同スポンジに対する周囲組織の反応の観察を行った.
その結果,培養3,7日後においてCNTコートスポンジ中心部に付着した細胞数は未処理のスポンジと比較して有意に高く,細胞播種直後においてはCNTコートスポンジに付着した細胞は早期に伸展することが明らかになった.また,ラット頭蓋冠より採取した初代骨芽細胞を培養したところ,CNTコートスポンジでは未処理のスポンジより短期間で分化することが明らかになった.周囲組織の反応については,皮下組織において,CNTコートスポンジ周囲の炎症反応は軽微であり,骨随腔内ではCNTsと直接接して骨形成が観察された.CNTコートスポンジ周囲の骨形成量は28,56日後において未処理のスポンジと比較して有意に高かった。さらに,初代培養骨芽細胞を1日培養した各スポンジを,ラット皮下に埋入したところ,28日後において,CNTコートスポンジのポアを埋めるように明瞭な骨形成が観察された.一方未処理のスポンジでは,骨形成の前にスポンジが押しつぶされ,骨形成はほとんど観察されなかった.
以上より、CNTコートスポンジでは中心部にまで細胞が付着し,骨芽細胞の分化を促進する上,高い生体適合性を示し,骨再生への応用が期待できると考えられた.

  • Research Products

    (7 results)

All 2011 2010

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Multiwalled carbon nanotube-coating of 3D collagen scaffolds for bone tissue engineering.2011

    • Author(s)
      Eri Hirata
    • Journal Title

      carbon

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transmission electron microscopic observation of cells cultured on multi walled carbon nanotube-coated sponges.2010

    • Author(s)
      Eri Hirata
    • Journal Title

      Journal of electron microscopy

      Volume: 59 Pages: 41-44

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カーボンナノチューブをコートしたコラーゲンスポンジによる骨芽細胞の3次元培養と骨再生への応用2010

    • Author(s)
      平田恵理
    • Organizer
      第32回 日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      広島, グランドプリンスホテル広島
    • Year and Date
      2010-11-29
  • [Presentation] カーボンナノチューブの3次元細胞培養担体への応用2010

    • Author(s)
      平田恵理
    • Organizer
      平成22年度北海道歯学会秋季学術大会
    • Place of Presentation
      北海道, 北海道大学
    • Year and Date
      2010-11-20
  • [Presentation] Application of collagen sponge coated with multiwalled carbon nanotubes to 3D cell culturing and bone tissue engineering2010

    • Author(s)
      Eri Hirata
    • Organizer
      9^<th> Asian Academy of Osseointegration
    • Place of Presentation
      Korea (Seoul)
    • Year and Date
      2010-11-14
  • [Presentation] 3D scaffold coated with carbon nanotubes for tissue engineering2010

    • Author(s)
      Eri Hirata
    • Organizer
      88^<th> General Session of the IADR
    • Place of Presentation
      Barcelona (Spain)
    • Year and Date
      2010-07-16
  • [Presentation] カーボンナノチューブコートした3次元細胞培養担体の開発と特性評価2010

    • Author(s)
      平田恵理
    • Organizer
      第119回日本歯科補綴学会学術大会
    • Place of Presentation
      東京, 東京ビッグサイト
    • Year and Date
      2010-06-12

URL: 

Published: 2012-07-19  

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