2014 Fiscal Year Research-status Report
超音波を併用した超臨界二酸化炭素による再生医療用材料の創製
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26420770
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
三島 健司 福岡大学, 工学部, 准教授 (40190623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 俊孝 西九州大学, 健康福祉学部, 教授 (20274615)
志村 英生 福岡大学, 医学部, 教授 (80178996)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 再生医療 / 超臨界 / 二酸化炭素 / 材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体毒性が極めて低く生体親和性の高い二酸化炭素を機能性溶媒として利用し、豚などの異種哺乳動物の組織に超音波照射することで、細胞成分を除去し、再生医療に利用できるバイオスカフォールド（細胞外マトリックス）の製造法を開発し、臨床応用を検討することを目的とした。26年度の研究で、異種哺乳動物の組織から拒絶反応の原因となる細胞成分を除去し、高い細胞密度を実現するバイオスカフォールド生体材料を製造する超臨界二酸化炭素超音波分散法を開発した。超臨界二酸化炭素中での超音波照射を応用し、細胞浸透性の高いナノバブルを組織の細胞内に導入後、ラットならびに豚組織から超臨界二酸化炭素存在下で細胞成分を分離し、成分分析を行った。さらに、ラットの生体組織の脱細胞化組織を用いて、マイクロX線CTをもちいて組織構造の断面写真を積層データとして収集した。CO2を機能性溶媒として利用し、豚ならびにラットの異種哺乳動物の組織に超音波照射することで、細胞成分を除去し、再生医療に利用できるバイオスカフォールド（細胞外マトリックス）の製造し、これを市販装置とするために、脱細胞化した組織について、マイクロX線CTをもちいて組織構造の断面写真を積層データとして収集した。さらに、得られたマイクロX線CTデータを用いて、脱細胞組織の立体構造をコンピュー上で再構成することで、３Dプリンターによる組織形成に必要となる3次元脱細胞組織図を作成することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、超臨界二酸化炭素中での超音波照射を応用し、細胞浸透性の高いナノバブルを組織の細胞内に導入後、ラットならびに豚組織から超臨界二酸化炭素存在下で細胞成分を分離し、ラットの生体組織の脱細胞化組織を用いて、マイクロX線CTを用いて組織構造の断面写真の積層データを収集することであったが、さらに、得られたマイクロX線CTデータを用いて、脱細胞組織の立体構造をコンピュー上で再構成することで、３Dプリンターによる組織形成に必要となる3次元脱細胞組織図を作成することに成功したことは、当初の計画以上に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
再生医療に利用できる細胞外マトリックス（バイオスカフォールド）をプロトタイプとして製造し、臨床応用を検討するために、ラットの各生体組織の脱細胞化組織を、開発した超臨界二酸化炭素超音波分散法を用いて脱細胞化する。細胞増殖の知見をもとに、脱細胞化組織（細胞外マトリックス）を用いて、ラットの組織再生実験を行う。さらに、マイクロX線CTを用いて収集した脱細胞組織の積層写真データから作成した3次元脱細胞組織図をもとに、３Dプリンターによる脱細胞組織の立体再構成実験を行う。
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| Causes of Carryover |
想定以上に研究が進み、平成26年度に想定していた以上に国際学会での学会発表があり、旅費が超過した。また、再生医療の研究でも想定以上に実験がすすみ、当初、ラットの生体組織の脱細胞化組織を用いて、マイクロX線CTをもちいて組織構造の断面写真の積層データを収集することまでを計画していたが、さらに、得られたマイクロX線CTデータを用いて、脱細胞組織の立体構造をコンピュー上で再構成することで、３Dプリンターによる組織形成に必要となる3次元脱細胞組織図を作成することに成功した。そのため、必要な試薬の追加が必要となった。これらの理由により、次年度使用額が生じた。また、本申請者は、福岡大学の複合材料研究所長となり、この研究所の予算が平成27年度、本テーマにて500,000円活用できるため、当初の研究目的を達成することができる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度、ラットの各生体組織を超臨界二酸化炭素超音波分散法を用いて脱細胞化する。脱細胞化組織を用いて、ラットの組織再生実験を行う。さらに、収集した脱細胞組織の積層写真データから作成した3次元脱細胞組織図をもとに、３Dプリンターによる脱細胞組織の立体再構成実験を行う。平成28年度の実施計画として、豚の生体組織の脱細胞化臓器から得られたマイクロX線CTによる脱細胞臓器の断層写真データは、通常のX線CTデータと同様にDICOMのフォーマットとなっているので、３Dプリンター用フォーマットにデータを変換するプログラムを作成する。３Ｄプリンターでは、ポリ乳酸、コラーゲンなど量産可能な材料での複製製造を検討する。得られた脱細胞バイオスカフォールド臓器にて、新規細胞の増殖実験を行う。
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[Journal Article] Extraction of Resveratrol from Melinjo (Gnetum gnemon L.) Seeds Using Mixtures of Liquid Carbon Dioxide and Ethanol2015
Author(s)
Kenji Mishima, Yusraini Dian Inayati SIREGAR, Hirofumi KAWAMURA, Ryo KAWAKAMI, Shota ITO, Yuuta INOUE, Tetsuya HIROTA, Takunori HARADA, Takafumi KATO, Makoto MISUMI, Tadashi SUETSUGU, Keiichi IRIE, Kenichi MISHIMA, Salim MUSTOFA, Fauziyah HASANAH, Hilyatuz ZAHARO, Lily Surayya Eka PUTRI and Agus SALIM
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Journal Title
Solvent Extr. Res. Dev., Jpn.
Volume: 22
Pages: 69-77
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Extraction of Apigenin and Luteolin from Leaves of Alfalfa (Medicago sativa L.) Using Mixtures of Liquid Carbon Dioxide and Ethanol2015
Author(s)
Kenji MISHIMA, Hirofumi KAWAMURA, Ryo KAWAKAMI, Shota ITO, Yuuta INOUE, Tetsuya HIROTA, Takunori HARADA, Takafumi KATO, Tanjina SHARMIN, Makoto MISUMI,Tadashi SUETSUGU, Keiichi IRIE, Kenichi MISHIMA, Salim MUSTOFA, Fauziyah HASANAH,Yusraini Dian Inayati SIEGAR, Hilyatuz ZAHARO, Lily Surayya Eka PUTRI, Agus SALIM
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Journal Title
Solvent Extr. Res. Dev., Jpn.
Volume: 22
Pages: 177-186
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Liquid Carbon Dioxide Extraction of Xanthones from the Pericarps of Garcinia Mangostana Linn. Enhanced by Ultrasonic Irradiation2015
Author(s)
Kenji MISHIMA, Hirofumi KAWAMURA, Shota ITO, Yuuta INOUE, Tetsuya HIROTA, Takafumi KATO, Tanjina SHARMIN, Ryo KAWAKAMI, Makoto MISUMI,Tadashi SUETSUGU, Keiichi IRIE, Kenichi MISHIMA, Takunori HARADA, Salim MUSTOFA, Fauziyah HASANAH,Yusraini Dian Inayati SIEGAR, Lily Surayya Eka PUTRI, Agus SALIM
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Journal Title
Solvent Extr. Res. Dev., Jpn.
Volume: 22
Pages: 187-199
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Gas-saturated solution process to obtain microcomposite particles of alpha lipoic acid/hydrogenated colza oil in supercritical carbon dioxide2015
Author(s)
Kenji Mishimaa, Masatoshi Honjo, Tanjina Sharmin, Shota Ito, Ryo Kawakami, Takafumi Kato, Makoto Misumi, Tadashi Suetsugu, Hideaki Orii, Hiroyuki Kawano, Keiichi Irie, Kazunori Sano, Kenichi Mishima, Takunori Harada, and Mikio Ouchi
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Journal Title
Pharmaceutical Development and Technology
Volume: 60
Pages: 111-222
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Interaction of different polyphenols with serum albumins: Spectroscopic and molecular modelling studies2014
Author(s)
Hilyatuz ZAHROH, Kenji MISHIMA, Takunori HARADA, Shouta ITOU, Keiichi IRIE,Kenichi MISHIMA, Yusraini Dian Inayati SIREGAR, Lily Surayya Eka PUTRI
Organizer
2nd International Conference on Ecology, Sanitation, Water, Resources, Materials and Energy (ESWRME)(2014.8.23-27) Fukuok
Place of Presentation
Fukuoka University
Year and Date
2014-08-23 – 2014-08-27
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[Presentation] Extraction of Apigenin and Luteolin and from Leaves of Medicago sativa (L.) with Liquid Carbon Dioxide2014
Author(s)
Hirofumi KAWAMURA, Kenji MISHIMA, Ryo KAWAKAM1, Shouta ITOU, Tetsuya Hirota, Takunori HARADA, Takafumi KATO, Keiichi IRIE, Kenichi MIHIMA, Salim Mustofa, Fauziyah HASANAH, Yusraini Dian Inayati SIREGAR, Hilyatuz ZAHARO, Lily Surayya Eka PUTRI, Agus SALIM
Organizer
2nd International Conference on Ecology, Sanitation, Water, Resources, Materials and Energy (ESWRME)(2014.8.23-27) Fukuok
Place of Presentation
Fukuoka University
Year and Date
2014-08-23 – 2014-08-27
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[Presentation] Formation of pH-release microcapusles in supercritical carbon dioxide2014
Author(s)
Shouta ITOU, Yusraini Dian Inayati SIREGAR, Kenji MISHIMA, Ryo KAWAKAMI, Yuuta INOUE, Hirofumi KAWAMURA, Takunori HARADA, Keiichi IRIE, Kenichi MIHIMA, Salim Mustofa, Fauziyah HASANAH, Hilyatuz ZAHAROH, Lily Surayya Eka PUTRI, Agus SALIM
Organizer
2nd International Conference on Ecology, Sanitation, Water, Resources, Materials and Energy (ESWRME)(2014.8.23-27) Fukuok
Place of Presentation
Fukuoka University
Year and Date
2014-08-23 – 2014-08-27
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[Presentation] Extraction of Flavonoids from Melinjo (Gnetum gnemon L.) Leaves with Liquid Carbon Dioxide and Ethanol2014
Author(s)
Yusraini Dian Inayati SIREGAR, Kenji MISHIMA, Ryo KAWAKAMI, Shouta ITOU, Yuuta INOUE, Takunori HARADA, Keiichi IRIE, Kenichi Mishima, Hirofumi KAWAMURA, Hilyatuz Zahroh, Lily Surayya Eka PUTRI and Agus SALIM
Organizer
2nd International Conference on Ecology, Sanitation, Water, Resources, Materials and Energy (ESWRME)(2014.8.23-27) Fukuoka
Place of Presentation
Fukuoka University
Year and Date
2014-08-23 – 2014-08-27
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