2020 Fiscal Year Annual Research Report
Specification of Si(IV) species structure to cellular response for new tissue engineering scaffolds
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19H04471
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
城崎 由紀 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 聡 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (20263618)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | キトサン / ケイ素化合物 / 神経細胞 / 複合体薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，生体必須微量元素であるケイ素の重合構造に着目し，ケイ素化合物が組織再生に及ぼす影響を体系化し，材料設計に有効利用することである。令和2年度は，(1)異なる構造を有するアルコキシシランとキトサンからなる複合体からの溶出物の構造を特定する。(2)各抽出液中の異なるケイ素化合物濃度に対する神経細胞の接着・増殖挙動を調べる。(3)キトサンナノファイバーをシランカップリング剤で架橋し薄膜を作製し，線維芽細胞や神経細胞の接着・増殖性を調べる。ことを目的とし，実験を進めた。前年度に引き続き，キトサンと3-グリシドキシトリエトキシシラン（エポキシ基），3-グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン（エポキシ基），テトラエトキシシランとの複合体を作製し，それらから得られた抽出溶液を用いた。抽出溶液中のケイ素化合物の濃度が5μM以上になると，シランカップリング剤を用いた系で神経細胞の増殖が抑制された。TOF-MSにより，キトサンやキチン由来の溶出物，分子量100から300のケイ素を含む溶出物が抽出溶液中に存在していることが分かった。これより抽出溶液中のケイ素化学種は，各アルコキシシランが加水分解した，単量体に近い構造が多く含まれていると考えられる。キトサンナノファイバーをシランカップリング剤で架橋した薄膜は，柔軟で通気可能な多孔構造を有していた。線維芽細胞に対して毒性は示さなかったが，神経細胞に関しては，その表面への接着は観察されなかった。骨芽細胞とは異なり，シランカップリング剤によるシラノール基やシロキサン結合では神経細胞の接着を促すことはできなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍で研究室での活動に制限があったことや，予想とは異なる結果を得ていて，予定よりは遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ケイ素化学種の構造が明らかになった抽出溶液を用いて，神経細胞の培養を行い，細胞内へのケイ素の取り組み等を検討する。またキトサンナノファイバー複合体薄膜での神経細胞の接着は観察されなかったので，シランカップリング剤は強度改善にのみ用い，成長因子等を組み合わせて，接着・増殖を誘導する。
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