2014 Fiscal Year Research-status Report
超親水性ケイ酸アルミニウムナノチューブを用いたポリマー系複合材料の生体機能高度化
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25630282
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
春日 敏宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30233729)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小幡 亜希子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40402656)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ケイ酸アルミニウム / ナノチューブ / イモゴライト / 炭酸カルシウム / シロキサン / バイオマテリアル / 綿玉状構造体 / 細胞親和性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は、ケイ素含有炭酸カルシウム(SiCC)粒子の作製およびこれを用いたP(3HB-co-4HB)との複合材料を作製し、電界紡糸法で約５～10μmの繊維径の綿状構造体に成形した。本年度は、綿状構造体へのイモゴライト被覆法について検討した。
電界紡糸法によりSiCC/P(3HB-co-4HB)綿状構造体を作製した。繊維径は平均約16 µmであった。繊維表面には溶媒の揮発孔とSiCCと思われる粒子が確認された。
イモゴライトを分散した水溶液を用いて被覆を試みたが、被覆は難しかった。一方、当初計画した電着法は、膜形状ならば有望であるが、綿状構造では、得策ではない。そこで、P(3HB-co-4HB)をシリカとハイブリッド化して親水性が向上するか調査した。アミノプロピルトリエトキシシランの添加によりアミド結合を介したハイブリッド化に成功し、接触角は約20°減少したが十分な親水性とは言えない状況であった。
そこで、イモゴライトをエタノールに分散した溶液を用意し、ディップ法によりコーティングを行った。SEMレベルでは処理前後の表面形態に違いは見られなかったが、EDS分析により処理したサンプルにて、イモゴライトに由来するAl元素の存在が確認された。綿状構造体に水滴を落下させたところ、処理していない試料では水滴が10分以上浸透しなかったのに対して、ディップコーティング後では5秒以内に浸透した。SiCC/P(3HB-co-4HB)複合体表面が親水化に成功したことがわかった。
本年度はディップ法によるコーティング条件の抽出に時間を要し、細胞培養試験やタンパク吸着試験を十分に検討するところまでには至らなかった。しかし、条件検討は完全に終了したので、次年度には本研究の目標を達成できる見込みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
繊維表面の親水化が大きな鍵であったが、本年度の検討で極めて容易にかつ十分な親水化を達成できることがわかった。昨年度からの課題であったタンパク吸着と細胞培養試験については、これまで疎水性の強い試料での実験を進めなければならなかったため進んでいないが、繊維の親水化が可能となったことで大きく進捗できると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
タンパク吸着性試験、およびマウスおよびヒト骨芽細胞様細胞を用いたイモゴライト被覆型綿状構造体への初期接着性・増殖性・分化能・石灰化についての観察を実施する。イモゴライト被覆の効果としては、おそらくは、初期接着性で大きな差が出るものと期待される。増殖性に大きな差はなくても、結果としては骨形成が早まる可能性がある。また、SiCCからのケイ酸イオンの徐放が増殖性や分化能・石灰化を早めることが期待される。これらの効果が区別できるよう実験系を組み、それぞれの役割を明らかにし、細胞培養試験の結果で有効性を判断することとしたい。時間的な余裕があれば、小動物への埋入実験で有効性を検証するところまで進めたい。
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| Causes of Carryover |
本年度は親水性向上のための方策を見いだすことに注力し、当初計画したタンパク吸着性試験、細胞培養試験で十分な結果を得るところまで進んでいない。本年度の実験で再度確認が必要な部分を次年度に実施するため、その費用を確保する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
タンパクおよび解析用カラム、細胞培養用消耗品の購入に充てる。
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Research Products
(8 results)
