Carbon-nanotube yarns induce axonal regeneration in peripheral nerve defect.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K18467
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Kodama Akira 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (40806478)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 末梢神経損傷 / 神経再生 / カーボンナノチューブ / 生体材料 / 人工神経

Outline of Final Research Achievements

Five groups (0%, 2%, 5%, 10%, and 35%) of CNTs with different densities of CNTs in the silicone tube (N=7) were implanted into a 15 mm defect of the rat sciatic nerve. The postoperative evaluation at 8 weeks showed a significant difference in electrophysiological examination and hind limb muscle weight in the CNT transplantation group. Histological evaluation showed that all animals in the control group lost continuity of the nerve defect, whereas all animals in the CNT yarns-filled group showed cross-linking of the nerve defect with regenerated tissue and axonal growth along the CNT yarns. Axonal regeneration was most efficient in the 2％ and 5% groups, with more than 60% axonal regeneration.

Free Research Field

末梢神経再生

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,カーボンナノチューブが神経欠損の足場として末梢神経再生を促進することが生体内において確認された。さらに本研究で用いたCNT紡績糸のナノレベルの線維構造という物理的特性も蛋白質の吸着、細胞接着を促進したことが示唆された。これらの結果はCNT繊維が神経再生を促進するOff-the-shelfは新たな生体材料として応用される一助となりうる。カーボンナノチューブを用いた人工神経管の臨床応用により、神経損傷患者の治療成績向上が期待されるとともに、神経損傷患者の機能回復で就労を促す事による経済効果、Off-the-shelfである事から国内のみならず国外での応用などの社会的意義が生まれる。