2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of intelligent carbon nanomaterials for innovative biomaterials for oral region
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19H03839
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤坂 司 北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (00360917)
山本 悟 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10344524)
平田 恵理 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
高野 勇太 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (60580115)
湯田坂 雅子 名城大学, 理工学研究科, 特任教授 (70159226)
岡崎 俊也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 副研究センター長 (90314054)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カーボンナノ物質 / インテリジェント化 / 単層カーボンナノチューブ / カーボンナノホーン / インプラント周囲炎 / 骨再生誘導法 / 光線力学療法 / π共役拡張ポルフィリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．単層カーボンナノチューブ(SCNTs)の骨再生誘導法(GBR)への応用
SCNTsをヒアルロン酸に分散し吸引濾過し、乾燥によりGBRを目的とした膜(CNT膜）を製作した。CNT膜で、骨芽細胞、線維芽細胞、上皮細胞を培養するとともに、ラット頭頂骨に骨欠損部を形成、CNT膜で被覆し骨再生について検討した。CNT膜上の培養では、骨芽細胞は有意に増殖したが、線維芽細胞、上皮細胞には有意な増殖は認められなかった。ラット骨欠損部の骨形成量は、CNT膜で被覆した群においては、被覆しない群に比較し、有意に多い値を示した。以上からSCNTsとヒアルロン酸から構成されるCNT膜の新たなGBR膜としての可能性が示された。
2．カーボンナノホーン(CNHs)のインプラント周囲炎治療への応用
ポルフィリン化合物を分子改良することにより730nmの近赤外光で一重項酸素を発生し，高い光線力学効果を示す分子（π共役拡張ポルフィリン(rTPA)）をCNHsに担持することにより、インプラント周囲炎の近赤外光治療への応用を検討した。アミノ基修飾CNHsとrTPAをアミドカップリング試薬を加えたテトラヒドロフラン溶媒中で分散し、2,2'-エチレンジオキシビスエチレンアミンを加えて攪拌後、反応溶液を脱イオン水で希釈した。PTFEフィルターでろ過洗浄後、乾燥しCNH-rTPAを作製した．CNH-rTPA分散液をStreptcoccus mutans(Sm)およびAggregatibacter actinomycetemcomitance(Aa)の懸濁液に添加しLED光照射を行った。 光照射15分後まで一重項酸素量は増加しSmとAaは有意に減少した。以上からCNH-rTPAは、近赤外光照射により一重項酸素を発生し、SmおよびAaに対して殺菌作用を有することが明らかとなり、インプラント周囲炎への応用の可能性が示された。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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