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スマートナノバイオマテリアルの開発と口腔領域における臨床応用への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H05518
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 補綴・理工系歯学
研究機関北海道大学

研究代表者

横山 敦郎  北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)

研究分担者 赤坂 司  北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (00360917)
山本 悟  北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10344524)
平田 恵理  北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
佐藤 義倫  東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30374995)
東野 史裕  北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (50301891)
湯田坂 雅子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 招聘研究員 (70159226)
研究協力者 Bianco Alberto  
髙田 紗理  
前田 由佳利  
木村 貞仁  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードカーボンナノ物質 / スマートナノバイオマテリアル / カーボンナノホーン / 薬剤担持 / デンタルインプラント / 骨形成 / 薬剤徐放 / 多機能化 / 表面処理 / 体内動態 / インプラント周囲炎 / ミノサイクリン / 抗菌性 / カーボンナノマテリアル / 表面修飾 / チタン / 生体適合性 / イメージング / カーボンナノチューブ / 生体内分解性
研究成果の概要

本研究では、カーボンナノマテリアル(CNMs)の臨床応用を視野に、カーボンナノホーン(CNHs)の生体内分解性の観察を行い、CNHsへの抗生剤(ミノサイクリン)やグロースファクター(骨形成タンパク)の担持ならびに徐放性制御とその効果を確認した。さらに、CNHsを表面に修飾したチタンを開発した。また、局所に埋入したカーボンナノチューブ(CNTs)の体内動態を追跡し、そのほとんどが局所に留まることを明らかにした。以上の結果、使用用途に応じて多機能化したスマートナノバイオマテリアルの創製と口腔領域への応用の可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体内分解性と多機能性を有するスマートナノバイオマテリアルの創製により、例えば、インプラント臨床において最も重要な課題であるインプラント周囲の早期の骨形成とオッセオインテグレーションの早期確立、さらにはインプラント周囲炎に対する治療としての骨再生が可能となり、安全で安心なインプラント治療の確立に貢献するのみならず、骨代謝機能の低下した高齢者や有病者に大きな福音をもたらすことが期待できる。また、ナノマテリアルを用いた生体材料の開発を目的とした一貫した研究は、広く再生療法に寄与するとともに、ナノ物質のバイオ領域への応用といった新しい研究、産業の発展に役立つものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] フランス国立科学研究所(CNRS)(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] フランス国立科学研究所(CNRS)(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] フランス国立科学研究所(CNRS)(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Fate of Carbon Nanotubes Locally Implanted in Mice Evaluated by Near-Infrared Fluorescence Imaging: Implications for Tissue Regeneration2019

    • 著者名/発表者名
      Hirata Eri、Yudasaka Masako、Ushijima Natsumi、Sakaguchi Norihito、Maeda Yukari、Tanaka Takeshi、Kataura Hiromichi、Yokoyama Atsuro
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 2 号: 3 ページ: 1382-1390

    • DOI

      10.1021/acsanm.8b02267

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon nanomaterials for bone tissue regeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Hirata
    • 雑誌名

      Hokkaido Journal of Dental Science

      巻: 38 ページ: 99-103

    • NAID

      120006360116

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Carbon nanohorns allow acceleration of osteoblast differentiation via macrophages activation2016

    • 著者名/発表者名
      E. Hirata, E. Miyako, N. Hanagata, N. Ushijima, N. Sakaguchi, J. Russier, M. Yudasaka, S. Iijima, A. Bianco, A. Yokoyama
    • 雑誌名

      Nanoscale,

      巻: 8 号: 30 ページ: 14514-14522

    • DOI

      10.1039/c6nr02756c

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Near-infrared photoluminescent imaging of carbon nanotubes locally implanted in mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Hirata, Masako Yudasaka, Yukari Maeda, Takeshi Tanaka, Hiromichi Kataura, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      the 256th American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Macrophage behavior on the carbon nanohorn coated anodized titanium2018

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Kimura, Eri Hirata, Sari Takada, Masatoshi Sakairi, Masako Yudasaka, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      The 11th Congress of Asian Academy of Osseointegration 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of macrophage on the carbon nanohorn functionalized anodized titanium.2018

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Kimura, Eri Hirata, Sari Takada, Masatoshi Sakairi, Masako Yudasaka, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      The 66th Annual meeting of Japanese Association for Dental Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo Kinetics of Carbon Nanotubes Locally Implanted in Mice2018

    • 著者名/発表者名
      Eri Hirata, Masako Yudasaka, Yukari Maeda, Takeshi Tanaka, Hiromichi Kataura, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      The 66th Annual meeting of Japanese Association for Dental Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静菌作用を付与したカーボンナノホーンの開発.2018

    • 著者名/発表者名
      前田由佳利,平田恵理, 髙田紗理, 坂入正敏, 木村貞仁, 横山敦郎.
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 北海道ブロック第3回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 骨伝導性向上を目的としたカーボンナノホーンによる陽極酸化チタンの表面修飾.2018

    • 著者名/発表者名
      木村貞仁, 髙田紗理,坂入正敏,湯田坂雅子,平田恵理,横山敦郎.
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 北海道ブロック第3回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーンのミノサイクリン担持による静菌作用の付与.2018

    • 著者名/発表者名
      前田由佳利,平田恵理, 髙田紗理, 坂入正敏, 木村貞仁, 横山敦郎
    • 学会等名
      日本補綴学会第127回学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーン修飾陽極酸化チタン上でのマクロファージの活性.2018

    • 著者名/発表者名
      木村貞仁,平田恵理, 髙田紗理, 坂入正敏,湯田坂雅子,横山敦郎.
    • 学会等名
      第八回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーンへ担持させたミノサイクリンの静菌作用の増強2017

    • 著者名/発表者名
      前田由佳利,平田恵理, 高野勇太, 佐伯 歩, 柴田健一郎, 湯田坂雅子,横山敦郎
    • 学会等名
      第53回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム 第7回ナノカーボンバイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミノサイクリンを担持したカーボンナノホーンの開発2017

    • 著者名/発表者名
      前田由佳利,平田恵理,小松原浩実,山本悟,横山敦郎.
    • 学会等名
      第47回日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーン修飾陽極酸化チタン上の骨形成2017

    • 著者名/発表者名
      髙田紗理,平田恵理,前田由佳利小松原浩実,山本悟,横山敦郎
    • 学会等名
      第47回日本口腔インプラント学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Biodistribution of carbon nanotubes after local implantation of mice2017

    • 著者名/発表者名
      Eri Hirata, Masako Yudasaka, Yukari Maeda, Takeshi Tanaka, Hiromichi Kataura, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      第54回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 局所埋入したカーボンナノチューブの体内動態2017

    • 著者名/発表者名
      平田恵理,湯田坂雅子,前田由佳利,小松原浩実,田中丈士, 片浦弘道, 横山敦郎
    • 学会等名
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会ナノカーボンバイオシンポジウム
    • 発表場所
      伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノホーンコーティング陽極酸化チタンの開発2016

    • 著者名/発表者名
      髙田紗理, 平田恵理, 小松原浩実, 山本悟, 横山敦郎
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第125回学術大会
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-07-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The Electrodeposition of Anodized Titanium with Carbon Nanohorns2016

    • 著者名/発表者名
      Sari Takada, Eri Hirata, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      The11th Scientific Meeting of the Asian Academy of Osseointegration
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2016-06-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of carbon nanohorns on human monocyte and mesenchymal stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      Eri Hirata, Eijiro Miyako, Masako Yudasaka, Alberto Bianco, Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      17th International Conference on the Science and Applicaiotn of Nanotubes
    • 発表場所
      Vienna. Austria
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンナノホーンを用いた骨形成2016

    • 著者名/発表者名
      平田恵理,都英次郎,Alberto Bianco,湯田坂雅子,横山敦郎
    • 学会等名
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン学会ナノカーボンバイオシンポジウム
    • 発表場所
      かでる27(北海道札幌市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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