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材料主導型再生医療を目指した表面電荷誘起無機生体材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H05531
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 歯科医用工学・再生歯学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

山下 仁大  東京医科歯科大学, 歯学部, 非常勤講師 (70174670)

研究分担者 野崎 浩佑  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (00507767)
永井 亜希子  愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (40360599)
中村 美穂  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 非常勤講師 (40401385)
堀内 尚紘  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (90598195)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2016年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワードエレクトレット / バイオセラミックス / 表面電荷 / 電気分極 / 再生医療 / 生体材料 / 無機材料 / 生体と材料界面 / バイオインターフェイス / 表面改質 / 生体と材料間界面
研究成果の概要

再生医療の進展は医療においても学術的にも大いに期待されているが,臨床現場に供されるまでには克服すべき難題は多い.再生医療には細胞と生体物質の利用に加え,細胞の接着・増殖・分化を補助する優れた足場材料の開発が不可欠である.整形外科や口腔外科領域においては,大規模欠損を再生させるため,既存材料の一層の機能強化と開発が強く望まれている.本研究においては,物理的あるいは化学的,生物学的作用力により材料自ら細胞の挙動を制御しうる材料主導型再生医療の推進を目的とし,その基盤となりうる普遍的理論と応用手法の構築を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は,バイオエレクトレットの外部作用力を勘案して,材料が自立的に発する相互作用力を用いて周辺環境を三次元的に制御する材料は生体内において骨再生や血管内皮細胞の修復や神経細胞の再生,あるいは創傷皮膚の修復を中心に有効で、これらの材料が持つ生物学的作用を起点にマテリアルバイオロジ―を提唱してきた.さらにこれらの作用力は未分化幹細胞や異種細胞間のシグナル伝達を制御できることも考えられ,その作用機序の解明は普遍的理論構築に至り,新たな再生医療への道が開拓されるものと期待できる.これらの成果は申請者らが他に先駆け発表し,世界的に評価を得てきている.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 2件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Efficacy of electrical polarization on a rat femoral bone defect model with a custom-made external fixator2020

    • 著者名/発表者名
      Ohara Masato、Itoh Soichiro、Fujiwara Hiroyoshi、Oda Ryo、Tsuchida Shinji、Kohata Kazuhiro、Yamashita Kimihiro、Kubo Toshikazu
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 30 号: 5-6 ページ: 475-486

    • DOI

      10.3233/bme-191068

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Antibacterial Property of Facet-Engineered TiO2 Nanosheet in Presence and Absence of Ultraviolet Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kenichiro、Nozaki Kosuke、Tan Zhenquan、Fujita Kazuhisa、Nemoto Reina、Yamashita Kimihiro、Miura Hiroyuki、Itaka Keiji、Ohara Satoshi
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 13 号: 1 ページ: 78-78

    • DOI

      10.3390/ma13010078

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An oriented hydroxyapatite film with arrayed plate‐like particles enhance chondrogenic differentiation of ATDC5 cells2019

    • 著者名/発表者名
      Komuro Hiroaki、Wint Wit Y.、Horiuchi Naohiro、Nozaki Kosuke、Sasano Tetsuo、Miyashin Michiyo、Yamashita Kimihiro、Nagai Akiko
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Materials Research Part A

      巻: 108 号: 3 ページ: 537-544

    • DOI

      10.1002/jbm.a.36834

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plate-like hydroxyapatite synthesized from dodecanedioic acid enhances chondrogenic cell proliferation2019

    • 著者名/発表者名
      Wint Wit Yee、Horiuchi Naohiro、Nozaki Kosuke、Nagai Akiko、Yamashita Kimihiro、Miyashin Michiyo
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 30 号: 4 ページ: 375-386

    • DOI

      10.3233/bme-191060

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of glucose modification of hydroxyapatite nanoparticles on gene delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Komuro H, Sasano T, Horiuchi N, Yamashita K, Nagai A
    • 雑誌名

      J Biomed Mater Res A

      巻: 107A 号: 1 ページ: 61-66

    • DOI

      10.1002/jbm.a.36523

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical conductivity of polycrystalline hydroxyapatite and its application to electret formation2018

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Naohiro、Madokoro Kazuki、Nozaki Kosuke、Nakamura Miho、Katayama Keiichi、Nagai Akiko、Yamashita Kimihiro
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 315 ページ: 19-25

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2017.11.029

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcite Crystallization on Polarized Single Calcite Crystal Substrates in the Presence of Poly-Lysine2018

    • 著者名/発表者名
      Wada Norio、Horiuchi Naohiro、Nakamura Miho、Nozaki Kosuke、Nagai Akiko、Yamashita Kimihiro
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 18 号: 2 ページ: 872-878

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.7b01364

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size Control Synthesis of Hydroxyapatite Plates and Their Application in the Preparation of Highly Oriented Films2018

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Naohiro、Shibata Kotaro、Saito Hironori、Iwabuchi Yuki、Wada Norio、Nozaki Kosuke、Hashimoto Kazuaki、Tanaka Yumi、Nagai Akiko、Yamashita Kimihiro
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 18 号: 9 ページ: 5038-5044

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.8b00480

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effectiveness of low-intensity pulsed ultrasound stimulation in unstable both radius and ulna diaphysis fractures in children to facilitate bone union2018

    • 著者名/発表者名
      S. Itoh, T. Ota, K. Yamashita
    • 雑誌名

      The journal of the Japanese Bio-Electrical and Physical Stimulation Research Society

      巻: 32 ページ: 11-15

    • NAID

      40021758517

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] セバシン酸を用いた板状水酸アパタイトの 合成2018

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘、斎藤弘憲、橋本和明、山下仁大
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Jpn

      巻: 25 ページ: 369-373

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled crystallization of calcium carbonate via cooperation of poly-asparatic acid and poly-lysine under double-diffusion conditions in agar hydrogels2018

    • 著者名/発表者名
      Wada N, Horiuchi N, Nakamura M, Nozaki K, Nagai A, Yamashita K
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 3 号: 12 ページ: 16681-92

    • DOI

      10.1021/acsomega.8b02445

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and enhanced bone regeneration of carbonate substituted octacalcium phosphate2017

    • 著者名/発表者名
      Shen Donghe、Horiuchi Naohiro、Nozaki Sosuke、Miyashin Michiyo、Yamashita Kimihiro、Nagai Akiko
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 28 号: 1 ページ: 9-21

    • DOI

      10.3233/bme-171651

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influences of osteoarthritis and osteoporosis on the electrical properties of human bones as in vivo electrets produced due to Wolff’s law2017

    • 著者名/発表者名
      Kohata Kazuhiro、Itoh Soichiro、Horiuchi Naohiro、Yoshioka Taro、Yamashita Kimihiro
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 28 号: 1 ページ: 65-74

    • DOI

      10.3233/bme-171657

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydroxyapatite with High Carbonate Substitutions Promotes Osteoclast Resorption through Osteocyte-like Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Hiratai R, Hentunen T, Salonen J, Yamashita K
    • 雑誌名

      ACS Biomater Sci Eng

      巻: 2 号: 2 ページ: 259-267

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.5b00509

    • 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
  • [雑誌論文] Surface Free Energy Predominates in Cell Adhesion to Hydroxyapatite through Wettability2016

    • 著者名/発表者名
      2Nakamura M, Hori N, Ando H, Namba S, Toyama T, Nishimiya N, Yamashita K
    • 雑誌名

      Mater Sci Eng C

      巻: 62 ページ: 283-292

    • DOI

      10.1016/j.msec.2016.01.037

    • 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
  • [雑誌論文] Electrostatic Induction Power Generator using Hydroxyapatite Ceramic Electrets2016

    • 著者名/発表者名
      Norio Wada, Naohiro Horiuchi, Katsuyuki Mukogawa, Kosuke Nozaki, Miho Nakamura, Akiko Nagai, Toshinori Okura and Kimihiro Yamashita
    • 雑誌名

      Mater. Res. Bull.

      巻: 74 ページ: 50-56

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2015.10.007

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled in Vivo Nacre Formation in Flat Pearls with Hydroxyapatite Bioceramic Nuclei2016

    • 著者名/発表者名
      N. Wada, N. Horiuchi, K. Ohta, S. Urasaki, K. Yamauchi, K Yamashita
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 16 号: 1 ページ: 167-173

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.5b01074

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Role of the Collaborative Functions of the Composite Structure of Organic and Inorganic Constituents and their Influence on the Electrical Properties of Human Bone2016

    • 著者名/発表者名
      Kohata K, Itoh S, Horiuchi N, Yoshioka T, Yamashita K
    • 雑誌名

      Biomed Mater Eng

      巻: 27 号: 2-3 ページ: 305-314

    • DOI

      10.3233/bme-161587

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高次構造制御チタニアナノシートによる暗所下における抗菌活性の向上2019

    • 著者名/発表者名
      野崎 浩佑,林 建一郎,譚 振権,山下 仁大,三浦 宏之,大原 智,位髙 啓史
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Antibacterial effect of highly oriented TiO2 nanosheet in dark conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Nozaki, Kenichiro Hayashi, Zhenquan Tan, Kimihiro Yamashita, Hiroyuki Miura, Satoshi Ohara, and Keiji Itaka
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高次構造制御によるチタニアナノシートのレドックス活性と抗菌活性制御2019

    • 著者名/発表者名
      林建一郎,野崎浩佑,根本怜奈,山下仁大,三浦宏之
    • 学会等名
      日本歯科理工学会平成31年度春季第73回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fundamentals of Hydroxyapatite-Electret-Based Biointerface Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Kimihiro Yamashita
    • 学会等名
      THERMEC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction of Hydroxyapatite Electret for Novel Biointerface Engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Kimihiro Yamashita
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calcium deficiency regulates surface charges of β-tricalcium phosphate2018

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Nozaki, Kazuhisa Fujita, Naohiro Horiuchi, Kimihiro Yamashita, Kazuaki Hashimoto, Hiroyuki Miura, Akiko Nagai
    • 学会等名
      6th General Session and Exhibition of the IADR
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 炭酸イオン含有量制御による吸収性骨補填材の骨伝導能の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      野崎浩佑,藤田和久,林 建一郎,山下仁大,三浦宏之,永井亜希子
    • 学会等名
      第71回日本歯科理工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分極ゼオライトの電気特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      中村美穂,米山祥平,吉田直哉,大倉利典,山下仁大
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Banked bone intended for clinical use as an electrical energy resourvoir2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, K. Yamashita, J. Tuukkanen, P. Lehenkari
    • 学会等名
      Finnish Bone bank meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding of cell-biomaterial interactions in terms of surface and materials science2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, K. Yamashita
    • 学会等名
      International Symposium on Biomedical and Environmental Materials
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interfacial polarization caused by proton conduction in hydroxyapatite and its application for electret formation2017

    • 著者名/発表者名
      N. Horiuchi, K. Nozaki, M. Nakamura, A. Nagai, K. Yamashita
    • 学会等名
      20th International Conference on Solid State Ionics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 新規材料合成法からバイオ分野応用をターゲットにしたセラミックエレクトレットの表面静電場による固体析出反応の制御2017

    • 著者名/発表者名
      山下仁大
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2017 年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カルボン酸を用いた板状水酸アパタイトの合成2017

    • 著者名/発表者名
      堀内尚紘,野崎浩佑,中村美穂,永井亜希子,山下仁大
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第 134 回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水酸アパタイトエレクトレットの特性に与える焼結条件の影響2017

    • 著者名/発表者名
      大塚啓介, 堀内尚紘, 野崎浩佑, 中村美穂, 永井亜希子, 山下仁大
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポーリングアパタイトの開発2017

    • 著者名/発表者名
      山下仁大
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 溶解性を制御するナトリウムイオン固溶β型リン酸三カルシウムを用いた分極バイオセラミックスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      遠藤敬幸,野崎浩佑,堀内尚紘,橋本和明,山下仁大,永井亜希子
    • 学会等名
      第 20 回生体関連セラミックス討論会
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞足場材料のためのハイドロキシアパタイト薄膜作成2016

    • 著者名/発表者名
      野副菜摘,堀内尚紘,野崎浩佑,橋本和明,山下仁大,永井亜希子
    • 学会等名
      第20回生体関連セラミックス討論会 .12.02
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 破骨細胞吸収特性に対するアパタイトの炭酸含有量の影響2016

    • 著者名/発表者名
      中村美穂, 平体留美, 田熊孝子, Hentunen T, Salonen J, Tuukkanen J, 山下仁大.
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-11-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Osteocyte-Mediated Osteoclastogenesis Stimulated by Carbonate Apatite2016

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M
    • 学会等名
      The 28th Annual Meeting of the International Society for Ceramics in Medicine (Bioceramics 28)
    • 発表場所
      Charlotte, North Carolina (USA)
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface Science and Biocompatibility of Electrically Polarized Bioceramics2016

    • 著者名/発表者名
      Yamashita K
    • 学会等名
      The 9th International Symposium on Inorganic Phosphate Materials (ISIPM-9)
    • 発表場所
      Tokyo (Japan)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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