Challenges to understand the ecological impact of nanoplastics with environmental issues from a nano perspective in nanomedicine

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19840
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Yamamoto Masaya 東北大学, 工学研究科, 教授 (10332735)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田邉 匡生 芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授 (10333840) ; 木村 剛 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (10393216)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: ナノプラスチック / ナノ医薬品 / 腸管免疫チップ / 環境問題

Outline of Final Research Achievements

Using polyethylene (PE) and polypropylene (isotactic, iPP) as conventional plastics, we confirmed the formation of nanoparticles by laser ablation by irradiating laser light of different wavelengths, intensities, and pulse widths. By genome editing, we established a macrophage cell line that can detect immune responses with high sensitivity, and evaluated the cytotoxicity and immune response to poly(ethylene terephthalate) (PET) microplastic model. We found that the mechanical property of the microplastic affected the immune response.

Free Research Field

生体材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微量かつサイズが小さいために自然環境からの回収が困難なナノプラスチックを、レーザーアブレーションにより実験室で調製できることを汎用プラスチックを用いて明らかにした。また、細胞を用いた様々な評価技術がある中、細胞に対して非侵襲的に高感度で免疫応答を検出できるシステムによりナノ・マイクロプラスチックの細胞傷害性を評価できるようになった。いずれも、今後のナノ・マイクロプラスチック研究への応用展開が期待でき、ヒトへの影響を含めた環境問題に対する研究進展に寄与できることが期待できる。