2018 Fiscal Year Research-status Report
カーボンナノ物質修飾による革新的表面構造を有するインプラントの開発
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17K11733
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
平田 恵理 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カーボンナノ物質 / インプラント / チタン / マクロファージ / 骨形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、以下の研究を行った。
1. カーボンナノホーン(CNH)担持インプラントの創製：実際にインプラントに使用されているチタンへのCNH修飾を想定し、研磨チタン(MsTi)と陽極酸化チタン(ANTi)表面にCNHを泳動電着した。電圧と電着時間によって付着量が変化することが明らかになった。
2. CNH/ Ti上で培養したマクロファージへの影響評価：マウス由来の単球マクロファージ様細胞（J774A.1）をCNH / MsTiおよびCNH/AnTi上で培養した。細胞培養24時間後の、J774.A1は、SEM観察ではJ774.A1は、CNH / MsTiおよびCNH / AnTi上に接着して伸長しているようであった。さらに、培養上清中の炎症誘発性サイトカインの発現量をELISAによって測定したところ、CNH / AnTi上の細胞のIL1βの発現量はAnTiより高く、TNFαとIL6の発現量は同等であった。また、TEM観察したところ、一部のCNHsがマクロファージ内部に存在していた。
3. CNMsの体内動態の検索：生体透過性が高く生体イメージングに適した近赤外(NIR)光の波長域である1000-1300nmにおいて蛍光を発する単層カーボンナノチューブ（SWNT）を頭蓋部皮下に埋入し、体内動態を経時的に観察し蛍光強度を測定して統計学的に比較した。28日後、56日後と埋入部の蛍光は減弱していったが、蛍光は鮮明にみられた。埋入した一方、肝臓をはじめとする他の臓器では蛍光が観察されず、肝臓組織切片においても蛍光はみられなかった。局所埋入したSWNTは，他の臓器にほとんど移行せず，埋入部位に留まることが示唆された。
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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
CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法を検討することにより、CNHsの付着量や付着状態が変化することが明らかになった。これらの条件とマクロファージ、骨芽細胞の反応を検討することによって、本研究の目的であるマクロファージを介した骨形成を利用したインプラントの開発につながると考えられる。また、局所埋入したCNMsの動態は生体応用する際に必須となる結果の一つであると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
CNHとTiの電着条件およびTiの表面処理方法の違いによるマクロファージの挙動と、骨芽細胞とマクロファージの共培養における骨芽細胞の分化について検索する。これらの結果をもとに骨形成に効果的なCNHs担持インプラントを創製し、その効果をin vivoにおいて組織学的・組織計量学的に検証する。
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| Causes of Carryover |
チタン板やカーボンナノホーンといった消耗品が当初予定していたよりも廉価で購入することができたり、無償で譲渡してもらうことができたために、物品費が低くなり、次年度使用額が生じた。また、来年度は最終年度であり、フランスCNRSでの共同研究者との研究総括と打ち合わせ、またドイツで行われる国際学会(NT19: International Conference on the Science and Application of Nanotubes and Low-Dimensional Materials)、マレーシアで行われる国際学会（7TH INTERNATIONAL CONFERENCE
FOR YOUNG CHEMISTS ICYC 2019）での口頭発表が決定しているため旅費としての使用を計画している。
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Research Products
(10 results)
