2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study for biocompatibility of 100% cellulose nanofiber bulk
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20K21669
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321)
洪 光 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | セルロースナノファイバー / 生体材料 / 生体安全性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高強度，軽量で，生体安全性・親和性も高く，環境負荷の少ない次世代のバイオマス素材として注目を集めているセルロース・ナノ・ファイバー（CNF）に着目し，その特徴を最大限に発揮するCNF100％素材を開発し，その生体応用を最終目的とする．
CNFは低濃度水分散体として得られるため，CNF成形体を作成する上では脱水が鍵であり，脱水条件，脱水時添加物（リン酸三カルシウム、メタノール）の影響等の検討，CNF解繊度の検討を行い，現在，義歯床用アクリルレジンの約2.5倍の曲げ強度を示すCNF100%成形体の作成が可能である．しかしながら加圧脱水法では成形時間，均質化，さらにCNFの疎水化処理に課題を残している．また、生体材料としての応用を考慮すると生体安全性に関する検討も必要である．そこで本研究では，水中でも安定なCNF100%バルク体の効率的な製作方法を探索するため，疎水化の検討，加圧脱水法の検討，高温高圧水場でのCNF再溶解・再析出によるCNFバルク体の製作の検討を行う．また加えて，作製されたバルク体の材料学的評価，加工性評価，さらには細胞や実験動物を用いた生体安全性に関する検討を行う．
まずは生体内のCNFの表面性状およびCNFに細胞が接着するかについて検討を行う．つまりin vitroでの100%CNFの表面性状や生体親和性の評価，EDXによる元素分析など生体材料としてのCNFの有用性・可能性についての検討を行い，これらの結果をもとに，in vivo動物実験にて生体安全性に関する検討を行った．
CNFは，既存のアクリリックレジンに代わり得るものであり，また生体材料としての可能性も見込まれ，さらには資源・環境を考慮した新時代の加工材料となり，社会を大きく変革するものである．
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