Development of Techniques for Improvement of Silk Structure, Establishment of Mass Production, and Application to New Silk-based Materials for Bone and Teeth Regeneration

2008 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project/Area Number: 18105007
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Polymer/Textile materials
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: ASAKURA Tetsuo Tokyo University of Agriculture and Technology, 大学院・共生科学技術研究院, 教授 (30139208)
• Project Period (FY): 2006 – 2010
• Keywords: 天然・生体高分子材料 / 絹

Research Abstract

高機能化絹を開発する技術を基盤とし、生分解性を制御した加工法を開発、細胞培養ならびにマウスによる動物移植実験での評価を経て、歯・骨の再生医療の基盤となる高機能化絹材料を開発することを目的とする。
そのために、以下の内容で開発研究を進めた。
(1) 各種絹の精密構造解析の結果を基盤とする、歯・骨の再生医療材料に適した新しい高機能化絹の一次構造の分子設計。
(2) 遺伝子組換え法を用いた大腸菌ならびにトランスジェニックカイコによる高機能化絹の生産。
(3) 歯・骨素材として用いるための高機能化絹のスポンジおよび不織布状へのプロセッシング加工。
(4) スポンジ状や不織布状の高機能化絹の構造と物性ならびに生分解性の評価。
(5) 骨芽細胞等を用いたIn vitroでの高機能化絹の細胞接着性、石灰化の評価と遺伝子解析。
(6) マウス皮下移植によるスポンジ状ならびに不織布状絹の生体適合性と安全性評価。
(7) マウス筋膜下移植による絹スポンジの異所性石灰化評価。
(8) マウス歯周病モデルを用いた歯科領域骨欠損への埋植。

Research Products

• [Journal Article] Comparative study of silk fibroin porous scaffolds derived from salt / water and sucrose / hexafluoro- isopropanol in cartilage regeneration (2009)
  • Author(s): Makaya, K., Terada, S., Ohgo, K., Asakura, T.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel carborane analog, BE360, with a carbon-containing polyhedral boron- cluster is a new selective estrogen receptor modulator for bone (2009)
  • Author(s): Hirata, M, Inada, M, Matsumoto, C. Takita, M, Ogawa, T., Endo, Y., Miyaura, C.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 380 Pages: 218-22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Silklike materials constructed from sequences of Bombyx mori silk fibroin, fibronectin, and elastin (2008)
  • Author(s): Yang, M., Tanaka, C., Yamauchi, K., Ohgo, K., Kurokawa, M., Asakura, T.
  • Journal Title: J. Biomed. Mater. Res A. 84 Pages: 353-363
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improving Cell-Adhesive Properties of Recombinant Bombyx mori Silks by Incorporation of Collagen or Fibronectin Derived Peptides Produced by Transgenic Silkworms (2007)
  • Author(s): Yanagisawa, S., Zhu, Z., Kobayashi, I., Uchino, K., Tamada, Y., Tamura, T., Asakura, T.
  • Journal Title: Biomacromolecules 8 Pages: 3487-3492
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solid-state NMR Analysis of (GA)_3S(AG)_3D(GA)_3S(GA)_3D(GA)_3S(GA)_3, A Peptide with a Lamellar Structure and a Ca Binding Site, and Production of TS[(AG)_3D(GA)_3S]_<16> in E. coli. (2007)
  • Author(s): Asakura, T., Sato, H., Moro, F., Yang, M , Nakazawa, Y., Collins, A. M., Knight, D. P.
  • Journal Title: Macromolecules 40 Pages: 8983-8990
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Structures of Silks and Silk-like Materials studied with Solid-state NMR and Application to Biomaterials (2009)
  • Author(s): Yamauchi, K., Asakura, T.
  • Organizer: ENC
  • Place of Presentation: USA
  • Year and Date: 20090300
• [Presentation] 高機能化絹スポンジの作製と骨再生材料への応用 (2008)
  • Author(s): 真茅久美子, 宮本早矢香, 小柳亮, 朝倉哲郎
  • Organizer: 高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] 家蚕絹ならび大腸菌で生産した高機能化絹の骨・歯用再生医療材料への応用 (2008)
  • Author(s): 吉田愛, 平田美智子, 宮浦千里, 稲田全規, 朝倉哲郎
  • Organizer: 高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20080500
• [Presentation] Silk structure studied using solid state NMR (2008)
  • Author(s): Asakura, T., Nakazawa Y., Sato H., Moro F.
  • Organizer: ACS
  • Place of Presentation: USA
  • Year and Date: 20080400
• [Book] 工業材料(新しいシルクの生産と再生医療材料への応用) (2009)
  • Author(s): 朝倉哲郎
  • Publisher: シェフラージャパン(株)(in press)