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2017 Fiscal Year Annual Research Report

肝硬変治療の為の多機能性有機-無機ハイブリッドナノ粒子の開発

Research Project

Project/Area Number 17H03403
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

林 幸壱朗  九州大学, 歯学研究院, 准教授 (80580886)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords有機-無機ハイブリッド / ナノ粒子 / スマートマテリアル / ナノ医療 / ドラッグデリバリー
Outline of Annual Research Achievements

本研究は有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子を用いた肝線維症治療に関する研究である。平成29年度は、肝線維症治療を可能にする多様な機能を有する有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の作製およびこの有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の表面修飾による特的の細胞に対するターゲティング能の付与に取り組んだ。
中空構造を有する有機-無機ハイブリッドナノ粒子をone-potで合成する方法を確立した。この有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の粒径は約145 nmであり、その骨格の厚さは約35 nmであった。また、この骨格はジスルフィドとシロキサンから成ることを、FTIRおよびラマンスペクトルから明らかにした。有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の表面には6.6 mol/gのチオールが存在していた。TG-DTAから、この有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の無機相は42%、有機相は58%であることが分かった。
さらに、上記有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子に抗線維化作用を示すシリビニンを封入する方法も確立した。有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子へのシリビニンの封入効率は100%であり、350 mMのシリビニンを封入することができた。
肝臓のクッパー細胞および肝星細胞をターゲティングするために、有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子の表面に存在するチオールを活用し、レチノールを修飾した。有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子表面にチオールを残しておく必要があるため、全てのチオールを使用せず、3.1 mol/gのチオールを残し、3.5 mol/gのレチノールをナノ粒子表面に修飾した。
有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子は活性酸素、特に肝臓の線維化を引き起こす主原因であるヒドロキシラジカルを捕捉することを確認した。さらに、有機-無機ハイブリッド中空ナノ粒子はグルタチオンに応答して分解し、シリビニンを放出することを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成29年度に行うことを計画していた内容を全て達成することができたため。

Strategy for Future Research Activity

これまで滞りなく研究を遂行することができているため、平成30年度以降も申請書に記載した計画に従い研究を遂行する。

  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles Suppress Oxidative Stress and Repair Damaged Tissues for Treatment of Hepatic Fibrosis2018

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Takuma Maruhashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Advanced Functional Materials

      Volume: 28 Pages: 1706332

    • DOI

      10.1002/adfm.201706332

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Red Blood Cell-like Particles with the Ability to Avoid Lung and Spleen Accumulation for the Treatment of Liver Fibrosis2018

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Shota Yamada, Hikaru Hayashi, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Biomaterials

      Volume: 156 Pages: 45-55

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2017.11.031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cellulose-Based Molecularly Imprinted Red-Blood-Cell-Like Microparticles for the Selective Capture of Cortisol2018

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Hikaru Hayashi, Shota Yamada, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 193 Pages: 173-178

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2018.03.095

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Lead-Free Piezoelectric Li2CO3-Added (Ba,Ca)(Ti,Sn)O3 Ceramics under Controlled Low Oxygen Partial Pressure and Their Properties2018

    • Author(s)
      Kouta Noritake, Wataru Sakamoto, Isamu Yuitoo, Teruaki Takeuchi, Koichiro Hayashi, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Pages: 021501

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.021501

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effective impairment of myeloma cells and their progenitors by hyperthermia2018

    • Author(s)
      H. Miki, S. Nakamura, A. Oda, H. Tenshin, J. Teramachi, M. Hiasa, A. Bat-Erdene, Y. Maeda, M. Oura, M. Takahashi, M. Iwasa, T. Harada, S. Fujii, K. Kurahashi, S. Yoshida, K. Kagawa, I. Endo, K. Aihara, M. Ikuo, K. Itoh, K. Hayashi, M. Nakamura, M. Abe
    • Journal Title

      Oncotarget

      Volume: 9 Pages: 10307-10316

    • DOI

      10.18632/oncotarget.23121

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication and Evaluation of Interconnected Porous Carbonate Apatite from Alpha Tricalcium Phosphate Spheres2018

    • Author(s)
      Kunio Ishikawa, Tya Arifta, Koichiro Hayashi, Kanji Tsuru
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Materials Research: Part B - Applied Biomaterials

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1002/jbm.b.34117

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 磁場を使った医療技術2018

    • Author(s)
      林幸壱朗
    • Journal Title

      現代化学

      Volume: - Pages: 15

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relaxometric Property of Organosilica Nanoparticles Internally Functionalized with Iron Oxide and Fluorescent Dye for Multimodal Imaging2017

    • Author(s)
      Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Takafumi Kanadani, Masafumi Harada, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Journal of Colloid and Interface Science

      Volume: 492 Pages: 127-135

    • DOI

      10.1016/j.jcis.2017.01.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Inorganic-organic Hybrid Membranes Consisting of Organotrisiloxane Linkages and Their Fuel Cell Properties at Intermediate Temperatures2017

    • Author(s)
      Masaya Takemoto, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 120 Pages: 021501

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2017.05.065

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mesoscopic Multimodal Imaging Provides New Insight to Tumor Tissue Evaluation: An Example of Macrophage Imaging of Hepatic Tumor using Organosilica Nanoparticles2017

    • Author(s)
      Michihiro Nakamura, Koichiro Hayashi, Hitoshi Kubo, Masafumi Harada, Keisuke Izumi, Yoshihiro Tsuruo, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 206 Pages: 87-90

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04043-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metallic Glass Separators for Fuel Cells at Intermediate Temperatures2017

    • Author(s)
      Masaya Takemoto, Masatomo Hattori, Koichiro Hayashi, Shin-ichi Yamaura, Wei Zhang, Wataru Sakamoto, Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 206 Pages: 87-90

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2017.06.115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic-Inorganic Hybrid Nanoparticles for Tracking the Same Cells Seamlessly at the Cellular, Tissue, and Whole Body Levels2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi, Yusuke Sato, Hiroki Maruoka, Wataru Sakamoto, and Toshinobu Yogo
    • Journal Title

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      Volume: 3 Pages: 1129-1135

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.7b00181

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 診断・治療用有機-無機ハイブリッドナノ粒子の開発2017

    • Author(s)
      林幸壱朗
    • Journal Title

      セラミックデータブック2017/2018

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] One-Pot Synthesis of Dual Stimulus-Responsive Degradable Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi
    • Organizer
      BIT’s 7th Annual World Congress of Nano Science & Technology 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] One-Pot Synthesis of Organic-Inorganic Hybrid Hollow Nanoparticles for Fluorescence Image-Guided Trimodal Therapy2017

    • Author(s)
      Koichiro Hayashi
    • Organizer
      2nd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 多機能性ナノ・マイクロ粒子の作製と生物医学応用2017

    • Author(s)
      林幸壱朗
    • Organizer
      日本ゾル-ゲル学会第15回討論会
    • Invited
  • [Presentation] 多機能ナノ/マイクロ粒子の合成と診断・治療への応用2017

    • Author(s)
      林幸壱朗
    • Organizer
      第7回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] ハイブリッド中空ナノ粒子を用いた肝線維化治療2017

    • Author(s)
      林幸壱朗, 丸橋卓磨, 坂本渉, 余語利信
    • Organizer
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
  • [Remarks]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K006777/index.html

URL: 

Published: 2018-12-17  

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