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窒素含有DLCの細胞接着促進および生体内における内膜化に及ぼす物性効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K04943
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
研究機関東京電機大学

研究代表者

大越 康晴  東京電機大学, 理工学部, 准教授 (10408643)

研究分担者 本間 章彦  東京電機大学, 理工学部, 教授 (20287428)
福原 武志  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 非常勤講師 (20359673)
宮田 登  一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 副主任研究員 (40465985)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードダイヤモンド状炭素膜 / 細胞親和性 / 窒素含有 / 窒素含有DLC / 細胞機能 / 表面機能 / DLC:N / 内膜化 / sp3/sp2 / 生体内環境 / 細胞接着性
研究成果の概要

ダイヤモンド状炭素(DLC: Diamond-like Carbon)は生体適合性被膜処理として実用化に向けた開発が飛躍的に進展し,近年では,窒素,酸素,フッ素などの第3元素をドープし,使用用途に特化した高機能化が図られている.本研究では,窒素含有DLC(N-DLC)の基本構造(散乱長密度およびsp2構造比率)に対し,細胞接着および増殖性を表面特性として評価した.その結果,窒素含有によって散乱長密度およびsp2構造比率が容易に制御可能となり,これに伴って,表面層の酸素官能基形成が変化することで,細胞接着・増殖性および内膜化が表面機能として制御されることが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

窒素含有ダイヤモンド状炭素(N-DLC)膜の細胞接着・増殖機能は,膜の基本構造である散乱長密度およびsp2構造比率に依存し,窒素含有によってこれらを促進または抑制することを可能とした.従来,細胞を始めとする表面機能について,DLCは個々の表面物性に限定して議論されてきたが,基本構造に関する評価軸を導入することで,今後,不純物含有も含め,各種DLCの細胞親和性に関する高機能化の基礎的な指標を得た.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] タイ王立シンクロトロン光研究所(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] synchrotron light research institute(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 中性子反射率測定による細胞親和性窒素含有DLCの構造評価2021

    • 著者名/発表者名
      ファウズィア カマリナ,宮田登,福原武志,平栗健二,大越康晴
    • 学会等名
      第34回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effects of foreign element contents on functional a-C:H film structure for biomedical applications2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohgoe, T. Fukuhara, N. Miyata, S. Tunmee, P. Kidkhunthod, T. Yaguchi, A. Homma, K. Hirakuri
    • 学会等名
      ISSIB 2019 (7th International Symposium on Surfaces and Interfaces for Biomaterials
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relationship between sp3/sp2 ratio and surface functionalities in various types DLC films for biological response2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohgoe, S. Tunmee, U. Rittihong, C. Euaruksakul, H. Nakajima, M. Hiratsuka, H. Nakamori, T. Yaguchi, A. Hommma, K. Hirakuri
    • 学会等名
      ACXAS 2019 (ASIAN Conference on X-ray Absorption Spectroscopy 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of nitrogen-containing DLC thin films for biological response by neutron reflectometry2019

    • 著者名/発表者名
      N. Tatsumi, Y. Ohgoe, N. Miyata, T. Miyazak, T. Yaguchi, K. Hirakuri, A. Homma, H. Sumikura
    • 学会等名
      ICDCM 2019 (30th International Conference on Diamond and Carbon Material)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種DLCの光学定数とsp3/sp2構造の違いに依存した細胞接着特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鬼頭大海,大越康晴,福原武志,平塚傑工,Sarayut Tunmee, Ukit Rittihong, Chanan Euaruksakul , Hideki Nakajima, 中森秀樹,矢口俊之,本間章彦,平栗健二
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of foreign element contents on functional a-C:H film structure for biomedical applications2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohgoe, T. Fukuhara, N. Miyata, S. Tunmee, P. Kidkhunthod, T. Yaguchi, A. Homma, K. Hirakuri
    • 学会等名
      7th International Symposium on Surfaces and Interfaces for Biomaterials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 中性子反射率法による窒素含有DLC薄膜の構造評価2019

    • 著者名/発表者名
      多積直之,大越康晴,宮田登,宮崎司,矢口俊之,本間彰彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] NIH-3T3細胞の接着性および挙動に及ぼす窒素含有DLCの影響2018

    • 著者名/発表者名
      中里悠一郎,本間章彦,平栗健二,矢口俊之,大越康晴
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 各種成膜方法により成膜したDLCの膜構造と表面特性との関連性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      間山竜也,宮田 登、平塚傑工,中森秀樹,本間章彦,平栗健二,大越康晴
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of nitrogen contained in a-C:H film deposition for cell behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakazato, N. Miyata, T. Miyazaki, N. Tatsumi, T. Yaguchi, A. Homma, K. Hirakuri, Y. Ohgoe
    • 学会等名
      ICDCM 2018 (29th International Conference on Diamond and Carbon Material)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 非結晶炭素膜の細胞凝集機能を判定する検査方法。2020

    • 発明者名
      大越康晴,鬼頭大海,中森秀樹,平塚傑工,福原武志
    • 権利者名
      大越康晴,鬼頭大海,中森秀樹,平塚傑工,福原武志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-188369
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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