| Project/Area Number |
19K22936
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
UEDA Masato 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (40362660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 智幸 関西大学, 社会安全学部, 教授 (40261599)
鶴田 浩章 関西大学, 環境都市工学部, 教授 (90253484)
徳重 英信 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (80291269)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 生体材料 / 酸化チタン / チタン / 骨形成 |
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| Outline of Research at the Start |
骨とサンゴにおける骨格形成メカニズムは，ほぼ同じである。既に確立されている骨形成・再生手法をサンゴに転用し，新規なサンゴ骨格形成促進手法を確立することを目的とする。具体的には，チタン製のスキャフォールド（足場）に骨形成の促進効果が認められている酸化チタンなどを成膜し，サンゴと連結する。水槽中，海底でサンゴを飼育し，スキャフォールド表面におけるサンゴ骨格形成を観察する。ここにおいても，医療材料開発で利用されているテクニックを駆使する。高効率なサンゴ骨格形成手法を探索すると共に，骨関連分野へも新たな切り口を提案し，協奏的に研究を発展させる。
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| Outline of Final Research Achievements |
Polyps which are soft tissue of corals expanded vigorously on the surface of titanium and titanium oxide. This behaviour is quite similar to that in soft tissues of vertebrates. In addition, asexual reproduction of polyps tended to be more active on the titanium than on the titanium oxide. It might be due to adhesion strength of polyps to the substrates; polyps adhere more firmly to titanium oxide than to titanium. The changes in resonance frequency and resonance resistance were measured by using the quartz crystal microbalance system (QCM) in order to investigate the interfacial reaction. The adhesion behaviour was also observed with an optical microscope. Protein adsorption and polyp adhesion could be detected from these two perspectives. It was also experimentally shown that this method can be used to analyse the several reactions at the interface between the substrates and soft tissues of corals with millimetre order.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
脊椎動物とサンゴにおける軟組織密着性や骨格形成には類似点が多く，これまでに蓄積してきた再生医療，バイオマテリアル研究の知見や技術は，サンゴ礁の早期再生に役立つことを実験的に示すことができた。
サンゴの成長は非常に遅く，再生に関する基礎的なデータを取得するには，長時間を要する。基礎的なデータ・知見を地道に収集する正攻法では歯が立たない可能性が高く，本研究はこれまでの延長線上にない革新的な切り口を提案できたと考えている。また，サンゴの骨格は炭酸カルシウムであり，その成長は二酸化炭素の固定化にも繋がる。最近注目を集めているカーボンニュートラルを実現する有力な候補にもなると考えている。
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