Specification of Si(IV) species structure to cellular response for new tissue engineering scaffolds

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H04471
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 90120:Biomaterials-related
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: SHIROSAKI YUKI 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ケイ素 / 有機－無機複合体 / 分解性材料 / 組織再生足場材料

Outline of Final Research Achievements

Many studies have been reported on osteoblast compatibility and bone regeneration using composites and hybrids, including silica or siloxane units. However, it is not clear the structure of molecules involving silicon atoms that has a more effective role in the cell activity and their mechanisms of cell activation. In this study, we prepared hybrid materials from chitosan and different types of alkoxysilane and investigated the structures of the silicon-containing species dissolved from each hybrid and their effect on the proliferation of nerve cells.

Free Research Field

生体材料化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ケイ素は，ケイ酸として鉱物や土壌中に極めて大量に存在する元素であり，生体にとっても必須微量元素の一つである。これまでの多くの研究から，ケイ酸やケイ素化合物が生体組織や各種細胞応答に影響を及ぼすことが報告され，細胞応答性とケイ素濃度が関連付けられてきた。本研究では，ケイ素周囲の構造と細胞応答性に着目することにより，その構造の違いが細胞応答性に影響があること，また細胞種によってその影響は異なることを明らかにした。さらに，抗菌薬担持薄膜や神経再生ヒドロゲルの創製へと応用展開し，ケイ素化合物の生体材料への利用価値をこれまでとは異なる視点で明らかにした。