2017 Fiscal Year Annual Research Report
Biomedical applications utilizing original characteristics of nano-cellulose and nano-chitin
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17H01480
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
寺本 好邦 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40415716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北口 公司 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (50508372)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セルロース / キチン / キトサン / バイオセンシング / 細胞培養 / インクジェット / マイクロ流体ペーパー分析デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A. バイオセンシングは，生体分子の認識機構を利用して様々な分子等を検出・計測する技術である。センサーを様々な場所で活用するためには，安定的に保存・輸送できることが望ましいが，アッセイには不安定な生体分子が含まれる場合がある。そこで本研究では，生体分子の安定化剤としてTEMPO酸化セルロースナノファイバー（TOCN）を利用し，安価で簡便なマイクロ流体ペーパー分析デバイス（μPAD）の構築を試みた。TOCNの乾燥フィルムは優れた酸素バリア性を有しており，酸化によって失活しやすい分子を安定化できる可能性がある。さらにTOCN水分散液はチクソトロピー性を有するため，インクジェット装置で吐出・成形できる可能性が高く，μPAD調製プロセスの簡略化も期待される。今年度は，有機リン系農薬の検出に用いられる酢酸インドキシルとアセチルコリンエステラーゼをモデル分子として取り上げた。TOCN水分散液と不安定分子を混合し乾燥させることで，キャストフィルム中およびろ紙上で安定的に保蔵できることを見出した。
B. キチンおよびキトサンは生体親和性の高い材料として注目されており，再生医療や創傷被覆に用いることができる細胞培養足場材としての利用が期待されている。本研究では，幅数十 nm，長さ数 μmのキトサンナノファイバー（CtsNF）の足場材としての特性に注目した。CtsNFを希薄水分散液とし，口径80 μmのインクジェット装置を用いて吐出することによって，細胞の接着位置や接着速度を制御可能な細胞培養足場材を創製することを目指した。さらに，調製した足場材について，細胞を用いた炎症性評価を行うことで，足場材としての生体適合性を調査した。一連のデータは，CtsNFのシート状成形物を創傷被覆材として提供することで，炎症性が低く，細胞接着速度を制御できる材料を設計し得ることを示すものであった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，A.ではTOCNの不安定物質保蔵効果を把握でき，TOCN系インクのインクジェット印刷が可能であることを見出し，B.ではCtsNFの高い細胞接着性と低い炎症性を確認することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
A.では半定量μPADの構築を進め，適用可能なアッセイ系の拡張を図る。B.ではキチン系ナノファイバーの脱アセチル化度と結晶性ならびに細胞接着性との関係を解明していく。
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