2017 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification of structure-function correlation of silk fibroin for Next Generation Heart Valve
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15H03020
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
中澤 靖元 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20456255)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 組織工学 / 心臓弁 / シルクフィブロイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である平成29年度は、前年度に引き続き、再生型心臓弁の作製条件について条件検討を実施した。緩やかな分解性を有するシルクフィブロイン（SF）と生体吸収性ポリマーで柔軟性に富んだカーボネート系合成高分子（PC）を混合し、組織再生と生体吸収性を併せ持った組織工学材料の作製を試みた。さらに、分解過程での微細構造への影響を評価することで，材料全体の物性と相関付けることで，分解性の制御への知見獲得を実施した。
重量比SF:PC=100:0(SF100)、70:30(SF70PC30)、50:50(SF50PC50)の混合シートをエレクトロスピニング法により作製し、形態観察，物性解析、さらにリパーゼによる37 ℃での酵素分解試験を実施した。
得られたシートは、ナノオーダー繊維を形成し、PCの濃度依存的な弾性率の低下が確認され、またSFの強度についてはほぼ維持されていた。SF50PC50については、ヒツジ肺動脈壁への埋植試験の結果、シート表面にコラーゲンやエラスチン等の発現が認めらたが、分解性については、想定を下回る結果となった。そこで経時的な分解過程におけるシートデバイスの物性・構造変化について詳細に検討すべく、酵素による加速劣化解析を実施した。その結果、SFとPCの混合比により分解結果に相違が現れた。特にSF50PC50では、分解過程で粘弾性成分が低下するとともに、分解初期より分子運動性の高いドメインが出現し、経時的にその存在比が増大することが、パルスNMR法による解析で明らかとなった。
以上本研究により作成したSF/PC複合化シートは自己組織の再生が期待され，また心臓の拍動に3ヶ月間耐えうる強度を保持することが示された。今後ヒツジ肺動脈弁等への置換実験を継続的に行うことで、実用化に耐えうる素材の提案を目指す。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Development of a new surgical sheet containing both silk fibroin and thermoplastic polyurethane for cardiovascular surgery2018
Author(s)
Shimada, R., Konishi, H., Ozawa, H., Katsumata, T., Tanaka, R., Nakazawa, Y., Nemoto S.
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Journal Title
Surgery Today
Volume: 48
Pages: 486-494
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The effect of a silk Fibroin/Polyurethane blend patch on rat Vessels2017
Author(s)
Shimada, K., Higuchi, A., Kubo, R., Murakami, T., Nakazawa, Y., Tanaka, R.
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Journal Title
Organogenesis
Volume: 13
Pages: 115-124
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Solid-state NMR studies for the development of non-woven biomaterials based on silk fibroin and polyurethane2017
Author(s)
Nakazawa, C. T., Higuchi, A., Asano, A., Kameda, T., Aytemiz, D., Nakazawa, Y.
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Journal Title
Polymer Journal
Volume: 49
Pages: 583-586
DOI
Peer Reviewed
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