2021 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学域, 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 / ヒドロゲル |
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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3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と神経細胞の応答性の関係を明らかにする。(2)得られた結果をもとに，応用組織にあったケイ素化合物を選択し，ヒドロゲル，あるいは薄膜を作製する。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。オルトケイ酸の単量体が含まれている培地中では，神経細胞の増殖は抑制されず，シランカップリング剤由来の単量体が含まれる場合には抑制された。細胞内ケイ素量は変化しなかったが，培地中のケイ素濃度は系によっては減少した。よって，シランカップリング剤由来のケイ素化学種は神経細胞表面へ吸着し，神経細胞の増殖を抑制していると予想される。アルデヒドを有機官能基として有するシランカップリング剤での検討も行ったが，グルタルアルデヒドを用いた場合と比較すると毒性はほぼ示さなかった。エポキシ基を含むシランカップリング剤とキトサンナノファイバーを組み合わせた薄膜は前年度神経細胞の接着が観察されなかったので，神経成長因子の担持を試みた。脱水縮合剤を用いて神経成長因子を薄膜表面に担持できることは確認できた。アルデヒドを含むシランカップリング剤を用いて作製したヒドロゲルは，低温で容易にゲル化し，形成したゲルは培地中でも安定にその形状を保った。さらに，その表面で神経細胞を培養すると良好な接着・増殖が観察された。
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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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