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「高強度DNゲルの多機能化に向けた表面選択的ミネラリゼーション

研究課題

研究課題/領域番号 16J05057
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子化学
研究機関北海道大学

研究代表者

木山 竜二  北海道大学, 大学院生命科学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードマグネタイト / 機能性材料 / ハイドロゲル / ミネラリゼーション
研究実績の概要

ダブルネットワーク(DN)ゲル最表面への機能性セラミクス(マグネタイト)析出条件の検討及びその過程で発見した「マグネタイトの官能基選択的析出による高分子網目の可視化」について研究を行った。ハイドロゲル最表面へのマグネタイト析出条件の検討については、種々の濃度の塩化鉄Ⅲと塩化鉄Ⅱの混合液及び水酸化ナトリウム溶液に、マグネタイトの析出を促進するスルホン酸基を持ったモノマーを構成材料に含むDNゲルを交互に浸漬し、ゲル最表面に析出したマグネタイトの結晶サイズ及び析出量を評価した。またその際、種々の官能基を持つDNゲルを基質に用いることで、官能基がマグネタイト析出に与える効果を明らかにした。上記のマグネタイト析出条件の検討の中で、特定の条件下においてマグネタイトの局在が特定の場所に偏る現象が観察された。また得られた画像を過去の文献と照らし合わせたところ、析出したマグネタイトの局在は中性子散乱によって求められたゲルの構造と同じである事が確認された。このことから、マグネタイト析出によってゲルの局在を可視化することが可能であることが示唆された。これまでゲルの構造に関する研究には光散乱法や中性子散乱法などの散乱法が用いられてきた。しかしながら、これらの構造を実空間で観察することは、ゲルを構成するポリマー鎖のサイズおよび電子密度が小さいために今まで達成されておらず、本手法によって可視化に成功すればハイドロゲルの構造をナノスケールで直接観察できるようになり、ハイドロゲルのメカニズムの理解がより一層進むと期待される。また、DNゲルへの骨伝導性セラミクスであるハイドロキシアパタイト複合化の研究についても行った。
上記の研究成果について4件の国際学会、2件の国内学会にて発表した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Hydroxyapatite-coated Double Network Hydrogel Directly Bondable to the Bone: Biological and Biomechanical Evaluations of the Bonding Property in an Osteochondral Defect2016

    • 著者名/発表者名
      Susumu Wada, Nobuto Kitamura, Takayuki Nonoyama, Ryuji Kiyama, Takayuki Kurokawa, Jian Ping Gong, Kazunori Yasuda
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 44 ページ: 125-134

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2016.08.016

    • 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] Double Network Hydrogels Strongly Bondable to Bones by Spontaneous Osteogenesis Penetration2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Nonoyama, Susumu Wada, Ryuji Kiyama, Nobuto Kitamura, Md. Tariful Islam Mredha, Xi Zhang, Takayuki Kurokawa, Tasuku Nakajima, Yasuaki Takagi, Kazunori Yasuda, Jian Ping Gong
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 印刷中 号: 31 ページ: 6740-6745

    • DOI

      10.1002/adma.201601030

    • NAID

      120005828465

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Bone bonding structure of osteoconductive HAp DN gel2017

    • 著者名/発表者名
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • 学会等名
      JKU-HU joint symposium
    • 発表場所
      リンツ(オーストリア)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo osteoconductive property of HAp composite DN gel2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • 学会等名
      HU-YZU joint symposium
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Osteoconduction mechanism of HAp composite tough DN hydrogel2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • 学会等名
      4th international life science symposium
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟骨再生DNゲルの骨接着に向けた表面選択的HApパターニング2016

    • 著者名/発表者名
      木山竜二・ 野々山貴行 ・和田進・中島祐 ・黒川孝幸 ・北村信人・安田和則・グン剣萍
    • 学会等名
      CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] In vivo osteoconductive property of HAp composite tough DN hydrogel2016

    • 著者名/発表者名
      Kiyama Ryuji, Nonoyama Takayuki, Wada Susumu, Kitamura Nobuto, KUROKAWA Takayuki, Nakajima Tasuku, Yasuda Kazunori, Gong, Jian Ping
    • 学会等名
      Bioceramics 28
    • 発表場所
      シャーロット(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 軟骨再生DNゲルの骨接着に向けた表面選択的HApパターニング2016

    • 著者名/発表者名
      木山竜二・ 野々山貴行 ・中島祐 ・黒川孝幸 ・グン剣萍
    • 学会等名
      セラミックス学会 秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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