2014 Fiscal Year Annual Research Report
骨組織再生のためのナノカーボンファイバーシートを用いた機能性足場材の開発
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24659670
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
齋藤 直人 信州大学, 学術研究院保健学系, 教授 (80283258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 博之 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (40204490)
KIM YOONG AHM 信州大学, 工学部, 准教授 (70362100) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 再生医療 / カーボンファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
立体構築が可能なナノカーボンファイバーシート（NCF）を作製し、NCFによるin vivoおよびin vitroでの骨再生のscaffoldとしての能力を評価した。マウス頭蓋骨を用いた骨再生実験において、立体構築したNCFをscaffold に用いることにより、高い細胞接着性と多孔性を示す比表面積の大きなNCFによる構造体が、細胞の侵入、保持、血管の侵入、基質形成などに与える影響を検討した。マウス頭蓋骨に径5mmのcritical sizeの孔を作成し、そこにNCFで作成したscaffoldを挿入し、12週後と24週後にマイクロCT、組織学的評価で骨形成を確認した。コントロールにはコラーゲンのscaffoldを用いた。NCFを用いた群は、コントロール群と比較して、良好な骨形成を認めた。また、NCFを細胞療法に用いるため、骨再生用scaffoldとしての有用性を評価した。NCFに培養細胞を接着させ、細胞接着能、分化誘導を行った際の骨芽細胞の分化能を評価した。細胞接着・増殖能評価では、コントロールである培養皿と比較して遜色のない細胞接着性・増殖性を認めた。分化能評価として行ったALPアッセイでも、コントロールと比較して遜色ない細胞分化マーカーの上昇を認めた。骨芽細胞を接着、増殖させたNCFをマウス背筋内に移植したところ、骨基質の新生を認めた。
本研究により、NCFは細胞親和性が良好で、網状構造とすることにより細胞維持能力に優れ、細胞の足場としての能力が高いこと、生体内で骨基質との親和性が良好で、新規骨形成を促進することを明らかにした。以上より、NCFは骨再生のscaffoldとして適した素材として、高い能力を有していると結論した。
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[Journal Article] Safe clinical use of carbon nanotubes as innovative biomaterials.2014
Author(s)
Saito N, Haniu H, Usui Y, Aoki K, Hara K, Takanashi S, Shimizu M, Narita N, Okamoto M, Kobayashi S, Nomura H, Kato H, Nishimura N, Taruta S, Endo M.
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Journal Title
Chem Rev
Volume: 114
Pages: 6040-6079
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
