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2020 Fiscal Year Annual Research Report

X線マイクロCTによる革新的生体イメージングに向けた無機系造影剤の開発

Research Project

Project/Area Number 20H02442
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

徳留 靖明  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50613296)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小幡 亜希子  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40402656)
米山 明男  公益財団法人佐賀県地域産業支援センター(産業振興部研究開発振興課、九州シンクロトロン光研究センター), ビームライングループ, 主任研究員 (70416981)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsX線マイクロCT / コロイド分散液 / 層状複水酸化物 / ゾルーゲル材料 / 造影剤
Outline of Annual Research Achievements

X-ray micro computed tomography (X線マイクロCT)は非破壊で物体の3次元画像を得るための技術の一つである。本研究では、セラミックスナノ粒子濃厚分散液をベースとして均一にゲル化可能な無機系血管造影剤を開発することおよびそれを用いた新規X線マイクロCTイメージング手法を開拓することを目的としている。本年度、徳留(研究代表者)は高濃度に分散したナノ層状複水酸化物(LDH)粒子を含有したゾル-ゲル反応系の構築を目的として、材料の構造特性やゲル化過程の描像を基礎科学的な視点から明らかにした。具体的には、LDHナノ粒子がナノフィラーおよびナノ触媒として働き、ゾルーゲル反応を誘起していることを突き止めた。結果として、均一に固化するゲル化性固体を再現性良く得ることのできる組成域およびその合成条件(温度、溶媒等)を見出した。小幡(研究分担者)は、ゲル化性試料の粘弾性測定やLDH粒子の細胞為害性評価をおこない、生体適合性の観点から本材料系を整理することに成功した。特に、特定の官能基で表面金属イオンをキャップした粒子修飾を施すことで、本研究で取り扱うナノ粒子の細胞為害性が制御可能であることを見出した。また、米山(研究分担者)は九州シンクロトロン光研究センター(佐賀Light Source)のX線マイクロCT用ビームラインの改良をおこない、高感度高速イメージングの実現に向けた検討をおこなった。結果として、従来よりも短時間で単色マイクロCT撮影が可能なセットアップを確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

個々の研究機関においては想定通りの研究の進捗が図られている。一方で、研究者間の物理的な相互連携は新型コロナウイルス感染症の影響で制限されているため、想定通りに進行しない実験計画もあった。このため、一部の出張を伴う実験は縮小するとともに形を変えて各機関において実施した。共同研究のアクティビティーを維持するためにZOOMやメールでの意見交換を中心に進めた。また、学会での情報収集や結果の公表を進めるために国内外のオンライン学会に1年を通じて参加することで対応した。さらに、試験的なサンプル提供をはじめとして、次年度以降に繋がる研究実施体制の拡充もおこなった。

Strategy for Future Research Activity

徳留(研究代表者)は、高濃度に分散したナノLDH粒子の分散安定化に寄与する因子を分光学的な手法を用いて明らかにする。また、機械的強度の向上に向けてケイ酸カルシウム系材料で粒子間を架橋した材料系の開発をおこなう。小幡(研究分担者)は、LDH粒子の細胞為害性評価をおこなうとともに不織布繊維へのLDHナノ粒子の添加や機能の開拓をおこなう。米山(研究分担者)は単色X線を用いた高速・高解像度イメージング系の構築をおこなうとともにイメージング実験を徳留と協力しておこなう。これにより、生体材料をさらに高感度にイメージングするためのプラットフォームを拡充する。次年度も新型コロナウイルス感染症の拡大に伴い国内外の出張を伴う実験の実施は申請時の計画通り進まないものと想定している。したがって、各研究サイトにおける基礎科学的検討を重点的に実施する。研究打ち合わせはZOOM会議によりおこなうことを計画しており、試料の合成法をシェアする等の対応を取りながら対処したい。

  • Research Products

    (19 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] バーミンガム大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      バーミンガム大学
  • [Journal Article] Synthesis of High-Specific-Surface-Area Li-Al Mixed Metal Oxide: through Nanoseed-Assisted Growth of Layered Double Hydroxide2021

    • Author(s)
      M. Takemoto, Y. Tokudome, H. Murata, K. Okada, M. Takahashi, A. Nakahira
    • Journal Title

      Applied Clay Science

      Volume: 203 Pages: 106006

    • DOI

      10.1016/j.clay.2021.106006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrochromic Thin Films Based on NiAl Layered Double Hydroxide Nanoclusters for Smart Windows and Low-Power Displays2020

    • Author(s)
      P. Koilraj, M. Takemoto, Y. Tokudome, A. Bousquet, V. Prevot, C. Mousty
    • Journal Title

      ACS Appl. Nano Mater.

      Volume: 3 Pages: 6552-6562

    • DOI

      10.1021/acsanm.0c01026

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis of a Crystalline and Transparent Aerogel Composed of Ni-Al Layered Double Hydroxide Nanoparticles through Crystallization from Amorphous Hydrogel2020

    • Author(s)
      M. Takemoto, Y. Tokudome, D. Noguchi, R. Ueoka, K. Kanamori, K. Okada, H. Murata, A. Nakahira, M. Takahashi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 36 Pages: 9436-9442

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01292

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水酸化物ナノ粒子濃厚分散液の合成と利用2020

    • Author(s)
      徳留 靖明
    • Journal Title

      Colloid & Interface Communication

      Volume: 45 Pages: 17-19

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非晶質水酸化物ナノ粒子を前駆体としたZnGa2O4コロイド溶液の合成2021

    • Author(s)
      竹本 晶紀, 徳留 靖明, 村田 秀信, 岡田 健司, 高橋 雅英, 中平 敦
    • Organizer
      日本材料学会第156回セラミック材料部門委員会第156回公開委員会
  • [Presentation] LDH ナノ結晶濃厚分散液をベースとするゲル化性 X 線 μ-CT 用造影剤の開発2021

    • Author(s)
      立花 昂毅, 徳留 靖明, 村田 秀信, 中平 敦
    • Organizer
      日本セラミックス協会2021年年会
  • [Presentation] エポキシド開環誘起アルカリ化反応を用いたゲル-ゾル法による NiGa2O4ナノ結晶分散溶液の合成2021

    • Author(s)
      竹本 晶紀, 徳留 靖明, 村田 秀信, 中平 敦
    • Organizer
      日本セラミックス協会2021年年会
  • [Presentation] Synthesis of Suspension of Layered Hydroxide Salt Nanocrystals Accommodating Chiral Molecules2020

    • Author(s)
      Y. Tokudome, A. Koyama, H. Murata, K. Okada, A. Nakahira, M. Takahashi
    • Organizer
      4th Asian Clay Conference (ACC-2020)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reduction of Nitroarenes with Cobalt Oxide-based Nanomaterials2020

    • Author(s)
      C. D. Nunes, Y. Tokudome, B. Raimundo
    • Organizer
      11th International Conference on Environmental Catalysis
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲル-ゾル反応を用いたZnGa2O4ナノ結晶分散溶液の合成2020

    • Author(s)
      竹本 晶紀, 徳留 靖明, 村田 秀信, 中平 敦, 岡田 健司, 高橋 雅英
    • Organizer
      JACI/GSCシンポジウム
  • [Presentation] 層状複水酸化物ナノ結晶から成るエアロゲル体の合成とCO2吸着特性の評価2020

    • Author(s)
      野口 大輔, 竹本 晶紀, 徳留 靖明, 金森 主祥, 上岡 良太, 岡田 健司, 村田 秀信, 中平 敦, 高橋 雅英
    • Organizer
      JACI/GSCシンポジウム
  • [Presentation] ナノ複合カチオン水酸物の濃厚分散系を利用した機能の開拓2020

    • Author(s)
      徳留 靖明
    • Organizer
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] キラル分子修飾LHSナノ結晶分散液の合成と評価2020

    • Author(s)
      徳留 靖明, 小山 晃広, 村田 秀信, 中平 敦, 岡田 健司, 高橋 雅英
    • Organizer
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
  • [Presentation] ZnGa2O4系CO2光還元触媒の表面塩基性向上に向けたヘテロナノ界面を有する非晶質水酸化物前駆体の利用2020

    • Author(s)
      竹本 晶紀, 徳留 靖明, 寺村 謙太郎, 吉川 聡一, 田中 庸裕, 岡田 健司, 村田 秀信, 中平 敦, 高橋 雅英
    • Organizer
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
  • [Presentation] 厄介だけど役に立つ。ディスパージョン・濃厚分散系を使いこなす:濃厚ナノ粒子分散系の構築と 医用画像処理診断への展開2020

    • Author(s)
      徳留 靖明
    • Organizer
      日本化学会 第10回CSJフェスタ2020
    • Invited
  • [Presentation] 様々な骨格構造を持つAg添加ゼオライト蛍光体の合成2020

    • Author(s)
      南 雄也, 村田 秀信, 徳留 靖明,吉田 要,中平 敦
    • Organizer
      日本材料学会第6回材料WEEK
  • [Presentation] 結晶性水酸化物ナノビルディングブロックから成る構造均一性の高いエアロゲル体の合成2020

    • Author(s)
      野口 大輔, 竹本 晶紀, 徳留 靖明, 金森 主祥,上岡 良太, 岡田 健司, 高橋 雅英, 村田 秀信, 中平 敦
    • Organizer
      日本材料学会第6回材料WEEK
  • [Presentation] ハイドロキシアパタイト表面におけるMg2+の状態分析2020

    • Author(s)
      中村 天斗,村田 秀信, 徳留 靖明, 中平 敦
    • Organizer
      日本材料学会第6回材料WEEK

URL: 

Published: 2021-12-27  

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