ナノ・マイクロ微粒子およびカーボンナノチューブに対する生体反応とバイオ応用
| Project/Area Number | 04J09173 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
補綴理工系歯学
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| Research Institution | Hokkaido University |
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| Research Fellow |
田村 一央 北海道大学, 大学院歯学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2004 – 2005
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| Project Status |
Completed(Fiscal Year 2005)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost : ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005 : ¥900,000 (Direct Cost : ¥900,000)
Fiscal Year 2004 : ¥1,000,000 (Direct Cost : ¥1,000,000)
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| Keywords | ナノ・マイクロ微粒子 / チタン摩耗粉 / カーボンナノチューブ / バイオマテリアル / ナノトキシコロジー |
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| Research Abstract |
生体親和性の高い他のバイオマテリアルも同様にサイズ劾果が現れることが予想され、各種材料の微粒子を用い実験した。第一に構成物質による反応の差異を、金属、セラミックス、ポリマー、カーボンナノチューブを対象とし、同じ手法で比較した。その結果、イオン溶出する金属もサイズ依存性を示し、サイズが小さくなるほど細胞反応は強くなり、細胞生存率は有意に低下した。ニッケルは細胞致死性に働き、微粒子化するとその反応は強くなった。鉄は細胞に対し短期的には影響が小さいが、組織内ではイオン溶出、沈着を繰り返し広範に広がった。これらはカーボンナノ新素材を作る際に触媒として用いられる。一般に化学的効果は材料依存性であるが、微粒子になるとその表面積が大きくなるため、少量でも影響が大きくなる。カーボンナノ新素材の精製の必要性が示唆された。また、生体内で無反応であるセラミックスや吸収されるポリ乳酸も3μm以下になると細胞が反応し、この範囲の大きさでは構成物質による反応の違いに有意差はなかった。材料種の選択による生体親和性の向上には微粒子化に対しては無効であり、生体内での微粒子化を防ぐ方法が課題になると考えられた。第二に生細胞に反応を惹起させる臨界寸法を測定することを目的とし生化学的アッセイを行った。結果として50nm程度の二酸化チタンや酸化鉄微粒子に対しても細胞は反応し、サイトカイン等の放出を検出した。細胞の反応が検知できなくなったのは50nm以下であった。しかし、ナノサイズでは細胞表面への付着や粒子同士の凝集を起こすため、微粒子の表面改質等による実験系の検討が必要である。第三に粒形による炎症反応の違いを二酸化チタンの針状・球状粒子を用いて調べた。針状の粒子は同じサイズの球状粒子に比べると為害性が強く、炎症性サイトカインの放出は有意に高かった。
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Report
(2results)
Research Products
(9results)
