ナノ薄膜を用いる細胞・薬剤の同時送達システムと局所体内環境モニタリング

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26560233
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 梶 弘和 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70431525)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 細胞・組織工学材料

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、主にナノ薄膜への薬剤徐放機能の搭載を検討した。光硬化性ポリエチレングリコール（PEG）のプレポリマー溶液に薬剤を含浸させたコラーゲン微粒子を混合し、UV照射することで薬剤徐放シートを作製した。蛍光顕微鏡観察からシート内にコラーゲン微粒子が均一に分布していることが確認された。また、走査型電子顕微鏡観察からシート表面に露出していることが確認された。シート内のコラーゲン微粒子量は、プレポリマー内のコラーゲン微粒子濃度が増加するに伴い線型的に増加した。このシステムにおいては、シート内のコラーゲン微粒子ネットワーク内を薬剤が拡散し、シート表面に露出している微粒子を介して薬剤が徐放される。モデル薬剤として蛍光標識したアルブミン（FITC-アルブミン）をシートに搭載してin vitroで徐放試験を行ったところ、FITC-アルブミンが4週間以上に渡って徐放されることが確認された。一方で、コラーゲン微粒子を介さずにシート内に直接FITC-アルブミンを封入した際には、シートからのFITC-アルブミンの徐放はほとんど認められなかった。ラット眼球の強膜上に薬剤徐放シートを移植し、1週間ごとに眼球を摘出して蛍光を観察したところ、4週間後にも強膜および網膜から蛍光が検出され、シートから薬剤が網膜に移行していることが確認された。今回開発した薬剤徐放シートは、今後、バイオ医薬品を局所徐放可能なシステムとしての展開が期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Protective effects of sustained unoprostone delivery against retinal degeneration in S334ter rhodopsin mutant rats (2015)
  • Author(s): Nobuhiro Nagai, Satoru Iwata, Hirokazu Kaji, Kaori Sampei, Yuki Katsukura, Hideyuki Onami, Matsuhiko Nishizawa, Toru Nakazawa, Yukihiko Mashima, Toshiaki Abe
  • Journal Title: J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1002/jbm.b.33522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of clotrimazole via a novel controlled release device provides potent retinal protection (2015)
  • Author(s): Zhaleh Kashkouli Nezhad, Nobuhiro Nagai, Kotaro Yamamoto, Hirokazu Kaji, Matsuhiko Nishizawa, Hideyuki Saya, Toru Nakazawa, Toshiaki Abe
  • Journal Title: J. Mater. Sci. Mater. Med. Volume: 26 Pages: 230
  • DOI: 10.1007/s10856-015-5561-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 高分子薄膜を用いたインジェクション可能な薬剤徐放デバイスの開発 (2016)
  • Author(s): 近藤太郎, Zhaleh Kashkouli Nezhad, 綱島俊一, 陳俐君, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
  • Organizer: 第28回バイオエンジニアリング講演会
  • Place of Presentation: 東京工業大学、東京
  • Year and Date: 2016-01-09 – 2016-01-10
• [Presentation] 自己展開型薬剤徐放高分子デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 近藤太郎, Zhaleh Kashkouli Nezhad, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
  • Organizer: 化学とマイクロ・ナノシステム学会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場、福岡
  • Year and Date: 2015-11-26 – 2015-11-27
• [Presentation] Polymeric thin films for cell and drug delivery (2015)
  • Author(s): Hirokazu Kaji
  • Organizer: IEEE-NANOMED 2015
  • Place of Presentation: Hawaii, USA
  • Year and Date: 2015-11-15 – 2015-11-18
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 高分子薄膜を用いた自己展開型薬剤徐放デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 近藤太郎, Zhaleh Kashkouli Nezhad, 綱嶋俊一, 陳 俐君, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
  • Organizer: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-11-09 – 2015-11-10
• [Presentation] ミクロ細孔を有するタンパク質徐放デバイスに関する検討 (2015)
  • Author(s): 山田慎二, 永井展裕, 勝山 綾, 泉田泰子, 小柳恵理, 梶 弘和, 後藤昌史, 阿部俊明
  • Organizer: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ、京都
  • Year and Date: 2015-11-09 – 2015-11-10
• [Presentation] Injectable nanosheets as promising drug delivery systems for retinal disorders (2015)
  • Author(s): Zhaleh Kashkouli Nezhad, 近藤太郎, 梶 弘和, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明
  • Organizer: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ、京都
  • Year and Date: 2015-11-09 – 2015-11-10
• [Presentation] 眼局所持続性抗がん剤徐放デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 永井展裕, 勝山 綾, 泉田泰子, 小柳恵理, 山田慎二, 梶 弘和, 阿部俊明
  • Organizer: 第37回日本バイオマテリアル学会大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ、京都
  • Year and Date: 2015-11-09 – 2015-11-10
• [Presentation] Injectable ultrathin polymeric films for subretinal cell delivery (2015)
  • Author(s): Hirokazu Kaji, Taro Kondo, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
  • Organizer: 2015 BMES Annual Meeting
  • Place of Presentation: Tampa, Florida, USA
  • Year and Date: 2015-10-07 – 2015-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Injectable polymeric nanosheets for subretinal cell delivery (2015)
  • Author(s): Hirokazu Kaji, Taro Kondo, Yoshihiro Mori, Nobuhiro Nagai, Toshiaki Abe
  • Organizer: 4th TERMIS World Congress
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA
  • Year and Date: 2015-09-08 – 2015-09-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高分子薄膜を用いた薬剤徐放デバイスの開発 (2015)
  • Author(s): 近藤太郎, Zhaleh Kashkouli Nezhad, 永井展裕, 西澤松彦, 阿部俊明, 梶 弘和
  • Organizer: 第31回日本DDS学会学術集会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル、東京
  • Year and Date: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [Presentation] Cell manipulation based on micro/nanotechnologies and biomedical application (2015)
  • Author(s): Hirokazu Kaji
  • Organizer: 7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems (ISMM)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2015-06-08 – 2015-06-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Patent(Industrial Property Rights)] 薬剤徐放デバイス (2015)
  • Inventor(s): 梶弘和,近藤太郎,ジャレカシュクリネジャド,永井展裕,阿部俊明
  • Industrial Property Rights Holder: 梶弘和,近藤太郎,ジャレカシュクリネジャド,永井展裕,阿部俊明
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2015-110747
  • Filing Date: 2015-05-29