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2015 Fiscal Year Annual Research Report

インクジェットによるセルロース・キチンナノクリスタルのデジタル成形と機能創出

Research Project

Project/Area Number 26712016
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

寺本 好邦  岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40415716)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsセルロース / キチン / インクジェット / デジタル成形
Outline of Annual Research Achievements

【緒言】本研究では,主にキチンのナノクリスタル(ChNC,~10 nm幅・~100 nm長の棒状)が一般的なインク顔料と同等サイズであることに着目し,インクジェットによる微細成形を検討している。得られる成形物の細胞培養足場材としての適用性を評価するとともに,足場材のマイクロパターニングにより細胞の増殖・伸展方向や形態を制御すること等を目指している。前年度に,ChNCのインクジェット条件を確立した。キチンの生体親和性は脱アセチル化度 (DD) に依存するため,今年度は新たにChNC脱アセチル化物(dChNC)を調製してインクジェットで成形し,DDの細胞接着性への影響を主に調査した。
【実験方法】キチンを塩酸で加水分解してChNC水分散液を得た。このChNC水分散液を濃アルカリ中150°Cで処理して脱アセチル化した。得られたdChNCを各種機器分析に供した。各水分散液をインクジェット卓上実験装置Labojet-1000((株)マイクロジェット製)からセロハンフィルム上に吐出・パターニングした。得られた微細成形体にマウス線維芽細胞L929を播種し,細胞接着性試験を行った。
【結果と考察】dChNCは,原子間力顕微鏡観察によりChNCと同様なナノクリスタル状を保っていること,広角X線回折ではキトサン結晶のプロファイルを有することがわかった。赤外分光によりDDを求めたところ60 %程度であった。dChNCのインクジェット成形は,ChNCと同様に良好に行えた。細胞試験の結果,ChNC上には細胞が接着しなかったのに対し,dChNCのμmオーダーのラインやドット状成形物の上に選択的に細胞が接着している様子が観られた。すなわち,選択的に酵素で分解可能なオール構造多糖(dChNCとセロハン)で構成されるマイクロパターン細胞足場材の構築に成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り,キチン系ナノクリスタルのインクジェットによる微細成形が可能となり,得られるマイクロパターン上に選択的に細胞接着することを見出したばかりでなく,ベース基材としてセロハンを用いることにより,足場材の全てが酵素を用いて高度に選択的に分解し得るという新たなコンセプトを考案するに至ったため。

Strategy for Future Research Activity

細胞足場材としての適用性評価を,パターニングの精度向上と接着細胞の生化学的評価の両面から行う。新たにバイオナノファイバーの微細成形に着手し,足場材以外の機能を発現する材料の構築も図る。

Causes of Carryover

細胞培養関連試薬の購入量が想定を下回ったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

主に物品購入費として有効に使用する。

Remarks

学会発表での受賞3件(光部ら,日本木材学会中部支部大会(高山)優秀発表賞: Kobe et al., the best poster presenter in Intl Symp IWoRS;鈴木ら,日本木材学会大会(名古屋)優秀ポスター賞)

  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Acknowledgement Compliant: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] セルロースナノファイバーを多官能架橋剤として用いた高伸縮ハイドロゲルの創製2016

    • Author(s)
      寺本好邦,光部亮佑
    • Journal Title

      マテリアルステージ

      Volume: 16 Pages: 67-71

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Fabrication of elastic composite hydrogels using surface-modified cellulose nanofiber as a multifunctional crosslinker2016

    • Author(s)
      Ryosuke Kobe, Kouzou Yoshitani, Yoshikuni Teramoto
    • Journal Title

      Journal of Applied Polymer Science

      Volume: 133 Pages: 42906

    • DOI

      10.1002/app.42906

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Improvement of dielectric properties of cyanoethyl cellulose via esterification and film stretching2016

    • Author(s)
      Shingo Takechi, Yoshikuni Teramoto, Yoshiyuki Nishio
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 23 Pages: 765-777

    • DOI

      10.1007/s10570-015-0852-3

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ナノスコピック複合化,配向制御,プロセッシング法開発による構造多糖の機能材料化および生命科学との接点 Material Functionalization and Its Expanding Bioscientific Perspective for Structural Polysaccharides via Nanoscopic Multicomposition, Orientation Control, and Processing Development2015

    • Author(s)
      Yoshikuni Teramoto
    • Journal Title

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      Volume: 27 Pages: 111-123

    • DOI

      10.4052/tigg.1424.1

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 無水マレイン酸修飾によるセルロースナノファイバーの分散性向上と複合化による高伸縮ハイドロゲルの物性制御2016

    • Author(s)
      光部亮佑,葭谷耕三,寺本好邦
    • Organizer
      第66回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-29
  • [Presentation] インクジェットによる脱アセチル化キチンナノクリスタルの微細成形および機能創出2016

    • Author(s)
      鈴木駿太郎,寺本好邦
    • Organizer
      第66回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2016-03-27 – 2016-03-29
  • [Presentation] Assessment of The Combination of Maleic Anhydride Grafted Polyolefin Compatibilizer in Wood/Plastic Composites (Keynote Speech)2015

    • Author(s)
      Yoshikuni Teramoto and Saori Niwa
    • Organizer
      the 7th International Symposium of Indonesian Wood Research Society (IWoRS)
    • Place of Presentation
      Bandung (Indonesia)
    • Year and Date
      2015-11-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Functional Stretchable Hydrogels by Combining Cellulose Nanofiber And Polymer2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kobe, Kouzou Yoshitani, Yoshikuni Teramoto
    • Organizer
      the 7th International Symposium of Indonesian Wood Research Society (IWoRS)
    • Place of Presentation
      Bandung (Indonesia)
    • Year and Date
      2015-11-05 – 2015-11-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ンクジェットによるキチンナノクリスタルの微細成形と機能創出:キチンナノクリスタルの脱アセチル化の影響2015

    • Author(s)
      鈴木駿太郎,寺本好邦
    • Organizer
      2015年度日本木材学会中部支部大会(高山)
    • Place of Presentation
      飛騨地域地場産業振興センター(岐阜県高山市)
    • Year and Date
      2015-10-30
  • [Presentation] 水へのナノ分散性とビニル重合性を有する無水マレイン酸修飾セルロースナノファイバーをベースとした刺激応答・高伸縮複合ハイドロゲルの創製と物性制御2015

    • Author(s)
      光部亮佑,葭谷耕三,寺本好邦
    • Organizer
      2015年度日本木材学会中部支部大会(高山)
    • Place of Presentation
      飛騨地域地場産業振興センター(岐阜県高山市)
    • Year and Date
      2015-10-30
  • [Presentation] Development of advanced processing for polysaccharide nanostrucutures2015

    • Author(s)
      Yoshikuni Teramoto
    • Organizer
      4th EPNOE International Polysaccharide Conference
    • Place of Presentation
      Warsaw (Poland)
    • Year and Date
      2015-10-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Highly stretchable composite hydrogels of various surface-modified polysaccharide nanostructures with in-situ synthesized polymer2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kobe, Kouzou Yoshitani, Yoshikuni Teramoto
    • Organizer
      4th EPNOE International Polysaccharide Conference
    • Place of Presentation
      Warsaw (Poland)
    • Year and Date
      2015-10-19 – 2015-10-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 岐阜大学におけるナノセルロース等バイオマス素材の材料化研究:複合化と加工法開発を軸に2015

    • Author(s)
      寺本好邦
    • Organizer
      第153回東海高分子研究会講演会(夏期合宿)
    • Place of Presentation
      サンパーク犬山(愛知県犬山市)
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Invited
  • [Presentation] 熱可塑性セルロース誘導体・ブレンドの微細構造設計による機能開拓2015

    • Author(s)
      寺本好邦
    • Organizer
      高分子学会15-1エコマテリアル研究会
    • Place of Presentation
      東京大学大学院 農学部 フードサイエンス棟 中島董一郎記念ホール
    • Year and Date
      2015-07-17
    • Invited
  • [Presentation] セルロースナノファイバーとポリマーの複合化による高伸縮ハイドロゲルの創製2015

    • Author(s)
      光部亮佑,葭谷耕三,寺本好邦
    • Organizer
      セルロース学会第22回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
    • Year and Date
      2015-07-09 – 2015-07-10
  • [Presentation] インクジェットによるキチンナノクリスタルおよび細胞培養足場材としての機能創出2015

    • Author(s)
      鈴木駿太郎,寺本好邦
    • Organizer
      セルロース学会第22回年次大会
    • Place of Presentation
      セルロース学会第22回年次大会
    • Year and Date
      2015-07-09 – 2015-07-10
  • [Presentation] Development of High-Performance Biomass-based Materials via Multi-Composition and Advanced Processing (Plenary Lecture)2015

    • Author(s)
      Yoshikuni Teramoto
    • Organizer
      MPIC2015 (Malaysia Polymer International Conference 2015)
    • Place of Presentation
      Putrajaya (Malaysia)
    • Year and Date
      2015-06-10 – 2015-06-11
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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