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2014 Fiscal Year Annual Research Report

活性酸素を制御するバイオマテリアルの構築

Research Project

Project/Area Number 25220203
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

長崎 幸夫  筑波大学, 数理物質系, 教授 (90198309)

Project Period (FY) 2013-05-31 – 2018-03-31
Keywords酸化ストレス / 活性酸素種 / 安定ラジカル / 表面コーティング / ポリエチレングリコール / 細胞分化抑制 / 血液活性化抑制 / 血液透析
Outline of Annual Research Achievements

諸刃の剣である活性酸素種(ROS)のうち、「悪玉」活性酸素種を選択的に消去する「レドックス高分子」を設計し、新しいバイオマテリアルとして革新的医療技術の開発を目指す。レドックス高分子を表面処理剤として用いることにより血液や組織の接触活性化を抑制し、再生医療用足場材料、細胞分離材や血液透析膜用の材料を創出する。これは、これまでの表面処理剤が物理化学特性を制御してきたのに対し、「アクティブ」に制御する新しい概念である。さらに吸着能を創り込み腹膜透析や生体吸着剤への展開を図る。一方、レドックス高分子によるレドックスポリマードラッグの概念を構築する。ここでは自己組織化能を創り込み、レドックスナノ粒子による治療やイメージングを進め、さらにインジェクタブルゲル化機能を創り込み、歯周病、関節炎やレドックス能を有する薬物リリースデバイスへ展開した。具体的にはレドックスインジェクタブルゲルを開発し、これまでに無い手術後臓器癒着防止用スプレーの開発、潰瘍性大腸炎起因性大腸がんへの抗酸化ナノ粒子治療、シリカ含有レドックスナノ粒子による消化管障害を低減した経口DDSキャリアの開発、血液凝固を抑制し、細胞の接着誘起ストレスを除去した高度な細胞培養表面の開発をすすめ、良い成果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

新たなモデルの確立には時間がかかるものの、潰瘍性大腸炎誘起大腸がんモデルや臓器癒着モデルの開発に成功し、我々の設計してきた材料が効果的に機能することを実証し、また、実用化可能な合成法に関しても確立し、予定より早めに進行しつつある。

Strategy for Future Research Activity

現在進めている材料に関しては材料メーカーや生体機器メーカーとの連携により新しいバイオディバイスの構築を図るとともに、さらに新しい設計を進め、レドックス材料の基盤を固めていく。

  • Research Products

    (15 results)

All 2014

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 10 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] ROS-scavenging Nanomedicine for Treatment of Oxidative Stress Injuries2014

    • Author(s)
      Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Advanced Healthcare Materials

      Volume: 3 Pages: 1149-1161

    • DOI

      10.1002/adhm.201300576

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Impacts of PEGylation on the gene-delivery system2014

    • Author(s)
      Yutaka Ikeda, Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Journal of Applied Polymer Science

      Volume: 131 Pages: 40293

    • DOI

      10.1002/app.40293

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The Behavior of ROS-Scavenging Nanoparticles in Blood2014

    • Author(s)
      Madoka Shimizu, Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 54 Pages: 166-173

    • DOI

      10.3164/jcbn.13-85

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Silica-installed redox nanoparticles for novel oral nanotherapeutics- Improvement in intestinal delivery with anti-inflammatory effects2014

    • Author(s)
      Md. Amran Hossain, Mayo Yamashita, Long Binh Vong, Yutaka Ikeda and Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Journal of Drug Targeting

      Volume: 22 Pages: 638-647

    • DOI

      10.3109/1061186X.2014.928716

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of nitroxide radicals-containing polymer for scavenging ROS from cigarette smoke2014

    • Author(s)
      Toru Yoshitomi, Kazuhiro Kuramochi, Long Binh Vong, Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Science and Technology for Advanced Materials

      Volume: 15 Pages: 035002

    • DOI

      10.1088/1468-6996/15/3/035002

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Oral nanotherapeutics: Effect of redox nanoparticle on microflora in mice with dextran sodium sulfate-induced colitis2014

    • Author(s)
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, Kazuya Morikawa, Shinji Saito, Hirofumi Matsui, Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Journal of Gastroenterology

      Volume: 49 Pages: 806-813

    • DOI

      10.1039/c3bm60212e

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of the in vivo antioxidative activity of redox nanoparticles by using a developing chicken egg as an alternative animal model2014

    • Author(s)
      Chiaki Abe, Yoshihiro Uto, Ayaka Kawasaki, Chiho Noguchi, Ryo Tanaka, Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki, Yoshio Endo and Hitoshi Hori
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 182 Pages: 67-72

    • DOI

      10.1016/j-jconrel.2014.03.15

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Design and use of silica-containing redox nanoparticles, siRNP for high-performance peritoneal dialysis2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki, Tatsuya Yaguchi, Takuma Matsumura, Toru Yoshitomi, Yutaka Ikeda, Atsushi Ueda, and Aki Hirayama
    • Journal Title

      Biomaterials Science

      Volume: 2 Pages: 522-529

    • DOI

      10.1039/c3bm60236b

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Indomethacin-loaded redox nanoparticles improve oral bioavailability of indomethacin and suppress its small intestinal inflammation2014

    • Author(s)
      Toru Yoshitomi, Sha Sha, Long Binh Vong, Pennapa Chonpathompikunlert, Hirofumi Matsui, and Yukio Nagasaki
    • Journal Title

      Therapeutic Delivery

      Volume: 5 Pages: 29-38

    • DOI

      10.4155/tde.13.133

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Elevated atherogenic index following oral administration of quaternized polyamine nanogels2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki, Tsuyoshi Yamazaki, Akihiko Kikuchi, Mariko Harada-Shiba
    • Journal Title

      Colloid and Surface: B

      Volume: 113 Pages: 237-242

    • DOI

      org/10.1016/j.colsurfb.2013.09.016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Redox Polymer Therapeutics for Anti-oxidative Stress Diseases2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      International Conference on Polymeric Biomaterilas, Bioengineering and Biodiagnostics (Biomaterials2014)
    • Place of Presentation
      New Delhi, India
    • Year and Date
      2014-10-27
    • Invited
  • [Presentation] Redox Polymers as Biomaterials2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      Bio-based Polymers and Composits 2014 (BiPoCo2014)
    • Place of Presentation
      Visegradmm, Hungary
    • Year and Date
      2014-08-27
    • Invited
  • [Presentation] Redox polymer nanoparticles for novel therapeutics against oxidative stress2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      Frontiers of Polymer Colloids, -From Synthesis to Macro-scale Applications-
    • Place of Presentation
      Prague, Czech
    • Year and Date
      2014-07-22
    • Invited
  • [Presentation] 酸化ストレス障害に対するレドックスポリマーナノ治療2014

    • Author(s)
      長崎幸夫
    • Organizer
      文科省新学術教育研究超高速バイオアッセンブラ第7回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス、東京
    • Year and Date
      2014-07-04
    • Invited
  • [Presentation] Novel Nanoparticle Design for External Beam Treatments2014

    • Author(s)
      Yukio Nagasaki
    • Organizer
      4th Summer Symposium on Nanomaterials and their application to Biology and Medicine
    • Place of Presentation
      Adam Mickiewicz University in Poznan
    • Year and Date
      2014-06-18
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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