2023 Fiscal Year Final Research Report

Development of ammoniated DLC coating for artificial vascular graft and evaluation of influence of ammoniation and cardboxylation on DLC coating

Research Project

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Project/Area Number	21K08865
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55030:Cardiovascular surgery-related
Research Institution	Showa University
Principal Investigator	Horio Naohiro 昭和大学, 医学部, 助教 (90839002)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大澤晋岡山大学, 大学病院, 講師 (20643414) 藤井泰宏岡山大学, 大学病院, 助教 (40534673) 中谷達行岡山理科大学, フロンティア理工学研究所, 教授 (50520920) 笹井泰志岐阜医療科学大学, 薬学部, 教授 (60336633) 逢坂大樹岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (70839141) 美間健彦愛媛県立医療技術大学, 保健科学部, 教授 (80596437) 笠原真悟岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (90233692)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	ダイヤモンドライクカーボン / 樹脂 / 医療機器 / 人工血管 / 官能基 / ePTFE / 蛋白吸着 / プラズマ材料
Outline of Final Research Achievements	We have developed an amino-functionalized diamond-like carbon (DLC) coating for the inner surface of resin lumens. It was found that the amino-functionalized DLC significantly enhances hydrophilicity. By optimizing the deposition conditions, we achieved a DLC surface with an ultrahydrophilic water contact angle of 12 degrees, and a patent application has been submitted for this development. Scanning electron microscope (SEM) observations confirmed that the amino-functionalized DLC maintains a smooth surface, similar to conventional DLC. Furthermore, we successfully developed amphoteric functionalized DLC that incorporates both carboxyl and amino groups. Protein adhesion tests were conducted on ePTFE substrates coated with carboxyl-functionalized, amino-functionalized, and amphoteric-functionalized DLCs, with n=6 for each condition. The results are currently being compiled into a manuscript for publication.
Free Research Field	心臓血管外科
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	管状樹脂基材内腔用のアミノ基付きDLCの生成方法、両性DLCの生成方法の確立は世界初である。DLCは近年は常温でコーティング可能なカーボンコーティングとして注目を集めている、その加工の多様性とDLCそのものの生体適合性の高さから、医療、バイオ領域への応用研究がこれから加速していくものと考えられる。医療機器や細胞培養、遺伝子治療への応用する上での選択肢が格段に広がったといえる。具体的には、今後は、ePTFE、ポリエチレン、ポリウレタン、塩化ビニル等の基材用樹脂にそれぞれのDLCを施すことで、タンパク付着、細胞動態、抗菌性等への有用な機能を付加する動きが加速されると思われる。