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2010 Fiscal Year Annual Research Report

高次構造制御による生体材料の高機能化

Research Project

Project/Area Number 20350108
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

小林 尚俊  独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料センター, グループリーグー (90354266)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉川 千晶  独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA独立研究者 (10447930)
Keywordsナノ材料 / 生体材料 / ナノバイオ / 構造・機能材料 / 高分子合成
Research Abstract

細胞膜上の受容体や接着分子の分子認識はナノメートルの大きさで規定されており、材料表面への生体分子(タンパク、脂質、糖鎖)の吸脱着や細胞の接着・非接着などを人工的に制御するためには、ナノメートルオーダーの分子設計からミクローマクロの高次構造の制御が必須不可欠である。そこで、生体材料の構造制御による機能向上およびその機構解明を試みた。具体的には高分子ファイバー及び濃厚ブラシを対象とし、(1)「ファイバーの二次/三次元配列構造の制御」および(2)「濃厚ポリマーブラシの三次元構造制御」を行い、その生体機能特性を詳しく調べた。リビングラジカル重合によるナノファイバーの精密表面修飾および配列制御表面開始リビングラジカル重合法によりファイバーファイバーへの濃厚ブラシ付与し、ファイバーの配列制御を試みた。具体的には、モデル高分子として4-viniylbenzyl-2bromopropionateとstyreneのランダム共重合体から電界紡糸により平均直径約600nmのファイバーを合成し、その表面にATRP法によりstyrene sodium sulfonateの表面リビングラジカル重合を行うことで濃厚ブラシ構造を付与した。通常の方法では、ナノファイバーの不織布が得られるため、高次構造化のビルディングブロックとするためにこれらの短繊維化を試み平均長約11μmのサブミクロンファイバーを得ることができた。この短繊維ファイバーの水系分散体を強磁場化キャスト操作を行った後、配向構造の形成の有無をSEMにより確認したところ、短繊維ファイバーは磁場の方向への配向構造の形成が確認された。また、この短繊維ファイバー分散体と細胞を相互作用させるとファイバー構造内に細胞が分散した3D細胞-足場複合体が形成されることが判明し、新たな足場材料としての可能性が示された。

  • Research Products

    (37 results)

All 2011 2010

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (23 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Microstructures and rheological properties of tilapia fish-scale collagen2011

    • Author(s)
      陳松、廣田憲之、奥田充宏、竹口雅樹、小林尚俊、花方信孝、生駒俊之
    • Journal Title

      ACTA BIOMATERIALIA

      Volume: Vol.7 Pages: 644-652

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An ultra sensitive saccharides detection assay using carboxyl functionalize chitosan containing Gd2O3 : Eu3+ nanoparticles probe2011

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、寺田堂彦、Prashant K.Sharma、Ranu K Dutta、吉川千晶、Avinash C.Pandey、小林尚俊
    • Journal Title

      ANALYTICAL METHODS

      Volume: VoL.3 Pages: 217-226

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Novel Shortened Electrospun Nanofiber Modified with "Concentrated" Polymer Brush2011

    • Author(s)
      吉川千晶、Kun Zhang、Ewelina Zawadzak、小林尚俊
    • Journal Title

      SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS

      Volume: 12 Pages: 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Calcium Phosphate-Hybridized Tendon Graft on Biomechanical Behavior in Anterior Cruciate Ligament Reconstruction in a Goat Model : Novel Technique for Improving Tendon-Bone Healing.2011

    • Author(s)
      六崎裕高、坂根正孝、服部晋也、Fujie H、小林尚俊、落合直之
    • Journal Title

      American journal of Sports Medicine

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bionanomaterials for emerging biosensors technology2011

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、寺田堂彦、小林尚俊
    • Journal Title

      Nova Science Publishers

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tissue Engineering with natural tissue matrices2010

    • Author(s)
      岸田晶夫、舩本誠一、根岸淳、橋本良秀、南広祐、木村剛、藤里俊哉、小林尚俊
    • Journal Title

      ADVANCES IN SCIENCE AND TECHNOLOGY

      Volume: Vol.76/Number Part E Pages: 125-321

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An enzyme-free highly glucose-specific assay using self-assembled aminobenzene boronic acid upon polyelectrolytes electrospun na2010

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、寺田堂彦、吉川千晶、小林尚俊
    • Journal Title

      TALANTA

      Volume: Vol.82 Pages: 1725-1732

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation and characterization of decellularized cornea using high-hydrostatic pressurization for corneal tissue engineering2010

    • Author(s)
      橋本良秀、舩本誠一、佐々木秀次、本田貴子、服部普也、Kwangwoo Nam、木村剛、望月學、藤里俊哉、CA 小林尚俊、CA 岸田晶夫
    • Journal Title

      BIOMATERIALS

      Volume: Vol.31/Number 14 Pages: 3941-3948

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nano-biomaterials for emerging biosensors technology2011

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、寺田堂彦、小林尚俊
    • Organizer
      International Conference on Chemistry for Mankind : Innovative Id
    • Place of Presentation
      Nagpur University(インド)
    • Year and Date
      20110209-20110211
  • [Presentation] 生体材料応用に向けた新規電界紡糸ナノファイバーの開発:[2]強磁場を用いた配列化2011

    • Author(s)
      小林尚俊、吉川千晶、Ewelina Zawadzak、Kun Zhang、廣田憲之
    • Organizer
      つくば医工連携
    • Place of Presentation
      研究交流センター,(茨城県)
    • Year and Date
      2011-01-26
  • [Presentation] 生体材料応用に向けた新規電界紡糸ナノファイバーの開発:[1]表面修飾と短繊維化2011

    • Author(s)
      吉川千晶、Kun Zhang、Ewelina Zawadzak、小林尚俊
    • Organizer
      つくば医工連携
    • Place of Presentation
      研究交流センター(茨城県)
    • Year and Date
      2011-01-26
  • [Presentation] シルクナノファイバーを用いた角膜組織再生スキャフォールドの開発2011

    • Author(s)
      寺田堂彦、吉川千晶、玉田靖、小林尚俊
    • Organizer
      つくば医工連携フォーラム2011
    • Place of Presentation
      研究交流センター(茨城県)
    • Year and Date
      2011-01-26
  • [Presentation] 皮下に埋入したバイオマテリアル界面に対する生体応答の遺伝子網羅解析2010

    • Author(s)
      江橋具、柿木佐知朗、竹村太郎、箕輪貴司、花方信孝、小林尚俊、由井伸彦、石原一彦、山岡哲二
    • Organizer
      第32回日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      グランドプリンス(広島県)
    • Year and Date
      20101126-20101127
  • [Presentation] 脱細胞化角膜実質を用いた角膜再生の検討2010

    • Author(s)
      橋本良秀、舩本誠一、根岸淳、佐々木秀次、服部晋也、木村剛、藤里俊哉、小林尚俊、岸田晶夫
    • Organizer
      第32回日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      グランドプリンス(広島県)
    • Year and Date
      20101126-20101127
  • [Presentation] 脱細胞化角膜実質を用いた角膜再生の検討2010

    • Author(s)
      橋本良秀、舩本誠一、根岸淳、佐々木秀次、服部晋也、木村剛、藤里俊哉、小林尚俊、岸田晶夫
    • Organizer
      第32回日本バイオマテリアル学会
    • Place of Presentation
      グランドプリンス広島(広島県)
    • Year and Date
      20101126-20101127
  • [Presentation] Modified Hollow Mesoporous Spheres as Carriers for Targeted Drug Delivery2010

    • Author(s)
      Yufang Zhu、花方信孝、小林尚俊
    • Organizer
      11th IUMRS International Conference in Asia
    • Place of Presentation
      Qingdao International Convention Center(中国)
    • Year and Date
      20100925-20100928
  • [Presentation] Fabrication of Well-defined Concentrated Polymer Brush on Electrospun Nanofibers2010

    • Author(s)
      Kun Zhang、Ewelina Zawadzak、吉川千晶、小林尚俊
    • Organizer
      59th SPSJ Symposium on Macromolecules
    • Place of Presentation
      Hokkaido University (北海道)
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] 高分子量キトサンのトゥルーナノファイバー2010

    • Author(s)
      寺田堂彦、吉川千晶、Kun Zhang、Ashutosh Tiwari、岡村愛子、服部晋也、本田貴子、生駒俊之、小林尚俊
    • Organizer
      高分子討論会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      20100915-20100917
  • [Presentation] キトサンのカソードエレクトロスピニング2010

    • Author(s)
      寺田堂彦、吉川千晶、Kun Zhang、Ashutosh Tiwari、服部晋也、本田貴子、生駒俊之、小林尚俊
    • Organizer
      ESB2010
    • Place of Presentation
      Tampere Hall(フィンランド)
    • Year and Date
      20100911-20100915
  • [Presentation] 親水性濃厚ポリマーブラシの生体適合性2010

    • Author(s)
      吉川千晶、服部晋也、本田貴子、小林尚俊
    • Organizer
      第46回夏季シンポジウム
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス(京都府)
    • Year and Date
      20100809-20100810
  • [Presentation] Tissue Engineering with Natural Tissue Matrices2010

    • Author(s)
      岸田晶夫、舩本誠一、根岸潤、橋本良秀、Kwangoo Nam、木村剛、藤里俊哉、小林尚俊
    • Organizer
      5th Forum on New Materials I CIMTEC 2010
    • Place of Presentation
      Montecatini Terme(イタリア)
    • Year and Date
      20100613-20100618
  • [Presentation] 高分子電解質のエレクトロスピニング2010

    • Author(s)
      寺田堂彦、吉川千晶、Kun Zhang、服部晋也、本田貴子、生駒俊之、小林尚俊
    • Organizer
      第59回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] Glucose-responsive self-assembled polyelectrolyte reactor2010

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、吉川千晶、寺田堂彦、小林尚俊
    • Organizer
      Biosensors 2010, 20th Anniversary World Congress on Biosensors
    • Place of Presentation
      Scottish Conference and Exhibition Centre(英国)
    • Year and Date
      20100526-20100528
  • [Presentation] Challenges to develop highly functionalized reliable medical materials/devices from nanofiber to 3D structure : to develop artificial cornea2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      DCR University of Sc.& Tech.Seminor
    • Place of Presentation
      DCR University of Sc.& Tech.(インド)
    • Year and Date
      2010-11-02
  • [Presentation] Top down and bottom up approaches to develop reliable artificial cornea2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      Indo-Japan seminar on Smart nanobiomaterials
    • Place of Presentation
      Bhaskarachrya College of Applied Sciences, University of Delhi(インド)
    • Year and Date
      2010-11-01
  • [Presentation] toward early neovascularization and tissue ingrowths into the scaffold ; Three-dimensional Nanofiber fabric consisted of PGA-Collagen composites prepared by using wet bath collector2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      India-Japan seminar on Nanomaterials for therapeutics & diagnosi
    • Place of Presentation
      MD University(インド)
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] Nanofiber based biomedical materials and thier applications2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      R.D.Girls Collage seminor
    • Place of Presentation
      R.D.Girls Collage(インド)
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] Nanofiberbased biomaterials and thie applications2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      Hindustan college of science and technology
    • Place of Presentation
      Hindustan college of science and technology(インド)
    • Year and Date
      2010-10-28
  • [Presentation] Nanofiber based biomedical materials2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      Indo-Japan seminar on Nanomaterials for technology developments
    • Place of Presentation
      Hindustan college of science and technology(インド)
    • Year and Date
      2010-10-28
  • [Presentation] Recent outcome about development of reliable artificial cornea, Top down and bottom up approaches2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      Banaras Hindu University seminor
    • Place of Presentation
      Banaras Hindu University(BHU)(インド)
    • Year and Date
      2010-10-26
  • [Presentation] Biocompatible nano-fibrous materials application to tissue engineering scaffolds2010

    • Author(s)
      小林尚俊
    • Organizer
      Indo-Japan seminor at NSC on Nanomaterials in Biomedicals
    • Place of Presentation
      Nanotechology application center, Allahabad university (インド)
    • Year and Date
      2010-10-22
  • [Book] Chitosan : Manufacture, Properties, and Usage2011

    • Author(s)
      Ashutosh Tiwari、寺田堂彦、吉川千晶、小林尚俊
    • Total Pages
      1-33
    • Publisher
      NOVA publishers
  • [Book] SMART BIOMOLECULES IN MEDICINE2010

    • Author(s)
      Ajay K.Mishra, Ashutosh Tiwari, Shivani B.Mishra, 小林尚俊
    • Total Pages
      1-13, 178-187
    • Publisher
      VBRI Press, Allahabad, India
  • [Book] 新訂版ラジカル重合ハンドブック2010

    • Author(s)
      吉川千晶、小林尚俊、辻井敬亘
    • Total Pages
      757-768
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 繊維片製造方法2010

    • Inventor(s)
      小林尚俊/吉川千晶/張坤
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      特願2010-197279
    • Filing Date
      2010-09-03
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電界紡糸ファイバーマット複合体及びグルコースセンサ2010

    • Inventor(s)
      小林尚俊/ティワリアシュトシ/寺田堂彦/吉川千晶
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      特願2010-108171
    • Filing Date
      2010-05-10
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高分子ファイバーの製造方法2010

    • Inventor(s)
      小林尚俊/寺田堂彦
    • Industrial Property Rights Holder
      物質・材料研究機構
    • Industrial Property Number
      特願2010-197279
    • Filing Date
      2010-09-03

URL: 

Published: 2012-07-19  

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