2021 Fiscal Year Annual Research Report
生分解性シルクタンパク足場材料の創成と3D印刷による細胞培養用プレートへの応用
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20K20430
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
成田 史生 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10312604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗田 大樹 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40643226)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 材料力学 / 3D印刷 / 複合材料 / 生体材料 / 人工臓器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，シルクフィブロインを抽出し，水溶液中で光造形三次元(3D)プリンタによって硬化させることで，あらゆる人工臓器に適用可能な細胞再生能力の高い生分解性シルクタンパク足場材料の創成とその3D印刷技術の確立を目指すものである．得られた成果を要約すると以下の通りである．
1. シルクフィブロインの濃度を変化させた生体適合性ポリマーPEGDMAとシルクフィブロインの複合ハイドロゲルを取り上げ，3D光造形法に挑戦し，造形パラメータの最適化によってシルクフィブロイン/PEGDMA複合ハイドロゲルの作製に成功した．2. 走査型電子顕微鏡と膨潤率から，PEGDMAへのシルクフィブロインの添加と増加により，細孔が小さくなって多量に存在することが確認された．また，シルクフィブロイン/PEGDMA複合ハイドロゲルの圧縮強度評価に成功した．3. 得られたハイドロゲルを純水やリン酸緩衝液で保存すると，一時的に圧縮強度が増大し，その後低下する．前者は保管中の可視光による二次硬化，後者はハイドロゲルの加水分解に起因すると考えられる．4. セルロースナノファイバー（CNF）を添加した試料は，純水中で非常に高い強度を示したが，7日目以降はCNFを添加していない試料とほぼ同じ強度になった．
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