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生体親和性バイオナノファイバーと水だけを使用したグリーンな医療材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H04893
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関信州大学

研究代表者

長田 光正  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (70435402)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
キーワードナノファイバー / 糖鎖 / タンパク質 / 蛋白質
研究成果の概要

常温の水中に分散した各種バイオナノファイバーを高温高圧下で処理することで,自立可能な機械的強度を有するハイドロゲルを作製した.従来必須とされてきた架橋剤や添加材を用いずに,セルロースやキチンだけでハイドロゲルを作製することができ,その性状をコントロールおよび予測する手法を明らかにした.ゲル化のメカニズムの解明のため,ゲル化前後の各種バイオナノファイバー物性を評価し,ナノファイバー同士の絡み合いの促進が原因であることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

安心安全かつ生体適合性の高い材料が,再生医療分野で求められている.各種細胞を培養する基材としてハイドロゲルが注目されているが,その作製過程では有害な化学物質が用いられており,その残存が懸念される.これに対して本研究では,生体親和性の高い自然由来の素材と水だけを用いたハイドロゲルの作製を達成した.生体に優しい素材と水だけで,なぜゲル化が起こるのかを解明したことの学術的意義も大きい.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 14件、 招待講演 8件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of the degree of acetylation on the physicochemical properties of α-chitin nanofibers2020

    • 著者名/発表者名
      Machida Junnosuke、Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 155 ページ: 350-357

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2020.03.213

    • NAID

      120007099525

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal Gelation of Pure Cellulose Nanofiber Dispersions2019

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      ACS Applied Polymer Materials

      巻: 1 号: 5 ページ: 1045-1053

    • DOI

      10.1021/acsapm.9b00076

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-catalytic conversion of chitin into Chromogen I in high-temperature water2019

    • 著者名/発表者名
      Osada Mitsumasa、Kobayashi Hisaya、Miyazawa Tatsuya、Suenaga Shin、Ogata Makoto
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 136 ページ: 994-999

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.06.123

    • NAID

      120007099830

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of N-acetyl-d-glucosamine to nitrogen-containing chemicals in high-temperature water2019

    • 著者名/発表者名
      Osada Mitsumasa、Shoji Shinya、Suenaga Shin、Ogata Makoto
    • 雑誌名

      Fuel Processing Technology

      巻: 195 ページ: 106154-106154

    • DOI

      10.1016/j.fuproc.2019.106154

    • NAID

      120007099708

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Self-Sustaining Hydrogels by Hydrothermal Gelation of Biomass-Derived Nanofibers2019

    • 著者名/発表者名
      Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      The Review of High Pressure Science and Technology

      巻: 29 号: 3 ページ: 194-198

    • DOI

      10.4131/jshpreview.29.194

    • NAID

      130007723997

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of β-chitin nanofiber aerogels by lyophilization2019

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 126 ページ: 1145-1149

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.01.006

    • NAID

      120007100082

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parameters of hydrothermal gelation of chitin nanofibers determined using a severity factor2018

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 25 号: 12 ページ: 6873-6885

    • DOI

      10.1007/s10570-018-2053-3

    • NAID

      120007100097

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-sustaining Cellulose Nanofiber Hydrogel Produced by Hydrothermal Gelation without Additives2018

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 4 ページ: 1536-1545

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.8b00026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic Dynamic Viscoelasticity Measurements for Chitin Nanofibers Prepared with Various Concentrations, Disintegration Times, Acidities, and Crystalline Structures2018

    • 著者名/発表者名
      Suenaga Shin、Osada Mitsumasa
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: 115 ページ: 431-437

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2018.04.082

    • NAID

      120007100336

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Preparation of Self-standing Hydrogels based on Biomass Nanofibers by Hydrothermal Gelation2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Production of Self-sustaining Hydrogel of Cellulose Nanofiber by Using Only Heat and Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada, Shin Suenaga
    • 学会等名
      1st International Conferences on Noncovalent Interactions (ICNI-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Functional Groups on Monosaccharide Reactions in High-temperature and High-pressure Water2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada, Takashi Onoda, Makoto Ogata
    • 学会等名
      The 18th Congress of Asian-Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Chitin Nanofiber Dispersion with High Viscosity and Self-sustaining Hydrogel from α-Chitin2019

    • 著者名/発表者名
      Junnosuke Machida, Shin Suenaga, Iori Shimada, Hiroshi Fukunaga, Nobuhide Takahashi, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      The 18th Congress of Asian-Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水だけを用いたセルロースおよびキチンのナノファイバー化と高強度ハイドロゲル作製2019

    • 著者名/発表者名
      長田光正
    • 学会等名
      第50回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水だけを利用したβキチン調製とナノファイバー化2019

    • 著者名/発表者名
      長田光正, 西脇瑞貴, 末永信
    • 学会等名
      第33回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧水中での単糖変換の反応速度におよぼす置換基の影響2019

    • 著者名/発表者名
      長田光正, 小野田崇司, 尾形慎
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会令和元年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 部分脱アセチル化αキチンのナノファイバー化とハイドロゲルの作製2019

    • 著者名/発表者名
      町田純之介, 末永信, 嶋田五百里, 福長博, 高橋伸英, 長田光正
    • 学会等名
      第50回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] β-Chitin Nanofiber Preparation from Squid Pen by a Water Jet Machine2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada, Shin Suenaga, Iori Shimada, Hiroshi Fukunaga, Nobuhide Takahashi
    • 学会等名
      6th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Self-standing Hydrogel of Cellulose Nanofiber by Using Only Heat and Pressure2019

    • 著者名/発表者名
      Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      6th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Green Technology for Chitin Utilization Using Only Water2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      14th International Chitin and Chitosan Conference
    • 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] Preparation of Self-standing Hydrogel Using α- and β-Chitin Nanofiber by Hydrothermal Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      14th International Chitin and Chitosan Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Chitin Nanofiber Dispersion with High Viscosity and High Transmittance from α-Chitin2018

    • 著者名/発表者名
      Junnosuke Machida, Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      14th International Chitin and Chitosan Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Purification of β-Chitin from Squid Pens Using Only Water and Production of β-Chitin Hydrogel2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Nishiwaki, Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      14th International Chitin and Chitosan Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of Porous Material by using Chitin Nanofiber2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada, Shin Suenaga
    • 学会等名
      The 11th Textile Bioengineering and Informatics Symposium (TBIS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Gelation Method of Cellulose Nanofiber: Using Only Heat and Pressure2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      NANOFIBERS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオマスナノファイバーの水熱ゲル化による自立可能な強度のハイドロゲル生成2018

    • 著者名/発表者名
      長田光正
    • 学会等名
      化学工学会 超臨界流体部会 第17 回サマースクール 「エネルギー・環境問題に挑戦する超臨界流体」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧水処理によるセルロースおよびキチンのナノファイバー分散液からの高強度ハイドロゲル調製2018

    • 著者名/発表者名
      長田光正
    • 学会等名
      第7回 応用糖質フレッシュシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化セルロースナノファイバーの水熱処理による自立可能な強度のハイドロゲル調製2018

    • 著者名/発表者名
      末永信, 長田光正
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバー分散液の水熱処理による高強度ハイドロゲル化2018

    • 著者名/発表者名
      末永信, 長田光正
    • 学会等名
      化学工学会 第50回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧水中でのシアル酸からのN-acetyl-mannosamine(ManNAc)配糖体と2,7-anhydro-Neu5Acの合成2018

    • 著者名/発表者名
      小野田崇司, 尾形慎, 長田光正
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会 平成30年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Production of Functional Materials and Chemicals from Chitin Biomass by using various Water Media2018

    • 著者名/発表者名
      Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      Indo-Japan International Conference (IJC-2018) on “New Insights into Multifunctional Catalysis for Biomass Transformation”
    • 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] Novel Preparation Method of Self-sustaining Hydrogel using only Cellulose Nanofiber Dispersion2018

    • 著者名/発表者名
      Shin Suenaga, Mitsumasa Osada
    • 学会等名
      The 255th American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高温高圧水処理がキチンの酵素糖化と物性におよぼす影響の解明2017

    • 著者名/発表者名
      長田光正
    • 学会等名
      第31回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧水処理によるキチン調製と物性評価2017

    • 著者名/発表者名
      長田光正
    • 学会等名
      第120回触媒討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的粘弾性試験によるキチンナノファイバーのレオロジー特性2017

    • 著者名/発表者名
      末永信, 戸谷一英, 野村義宏, 山下和彦, 嶋田五百里, 福長博, 高橋伸英,長田光正
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] βキチンナノファイバーの高温高圧水処理による自立可能な強度のハイドロゲル生成2017

    • 著者名/発表者名
      末永信, 戸谷一英, 野村義宏, 山下和彦, 長田光正
    • 学会等名
      第31回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧水中でのN-アセチルグルコサミンの脱水反応における酸塩基触媒の影響2017

    • 著者名/発表者名
      東海林真也, 末永信, 尾形慎, 戸谷一英, 長田光正
    • 学会等名
      第31回日本キチン・キトサン学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 黒酵母由来β-グルカンの水熱処理によるオリゴ糖生成2017

    • 著者名/発表者名
      長田光正, 河角奨太, 甲野裕之, 尾形慎, 戸谷一英, 池松真也, 近藤修啓, 平林克樹
    • 学会等名
      日本応用糖質科学会平成29年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧水処理によるβ-グルカンからのオリゴ糖生成2017

    • 著者名/発表者名
      河角奨太, 甲野裕之, 尾形慎, 戸谷一英, 池松真也, 近藤修啓, 平林克樹, 長田光正
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧水処理によるシルクフィブロインからのポリペプチド生成2017

    • 著者名/発表者名
      片岡康慈, 嶋田五百里, 福長博, 高橋伸英, 玉田靖, 長田光正
    • 学会等名
      化学工学会第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] ナノファイバーの製造・加工技術と応用事例 (第4節キチン系バイオマスの湿式解繊によるナノファイバー化)2019

    • 著者名/発表者名
      長田光正(共著)
    • 総ページ数
      483
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 超臨界流体を用いる合成と加工 (5.3節 キチン・アミノ糖の高温高圧水処理)2017

    • 著者名/発表者名
      長田光正 (共著)
    • 総ページ数
      252
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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