| 研究課題/領域番号 |
19H02432
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
大幸 裕介 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70514404)
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| 研究分担者 |
豊田 紀章 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (00382276)
篠崎 健二 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10723489)
小幡 亜希子 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40402656)
本間 剛 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70447647)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | ガラス / イオン伝導 / イオン放出 / 大気圧プラズマ / 細胞応答 / マクロファージ / イオン伝導性ガラス / イオン銃 / イオン注入 / 細胞活性 / 生細胞 / 大気圧 / 代謝 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞活性はイオン注入などの外部刺激に敏感に応答し、また先行する大気圧プラズマを利用した細胞へのイオン注入では、付随的に生成する活性種の影響が指摘されている。本研究で扱うAg+、Cu+、Na+、K+およびF-イオンは他の大気圧プラズマ技術などでは生成が難しく、当該イオンの空気中分子との反応性や各イオンの注入量と細胞活性の関係などは報告例がきわめて少ない。本研究では、大気圧下での長期安定イオン放出を実現して各イオンの放出特性や空気中の分子との反応性、および細胞へのイオン注入と代謝活性の関係を定量化し、大気圧イオン注入の医療や創薬、細胞工学などへの応用のポテンシャルを明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
大気圧条件では，電解質からの電界イオン放出に加えて大気の放電なども生じる。水晶振動子微量天秤と電気化学測定を組み合わせることで，放出されたイオン電流と質量の両者を同時計測した。銀電極と熱膨張係数の近い銀イオン伝導性ガラスを用いることで，大気圧下での銀イオン放出寿命は数分程度から4時間程度まで延び，銀イオン以外の放出は無いこと，銀電極から銀イオンがガラスに供給されることを確認した。生細胞に直接イオン照射を実施して，細胞挙動が照射イオン種の量，エネルギーおよびイオンの種類によって変化することが認められた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生細胞(NIH3T3)にプロトンもしくはAg+イオンを直接照射すると，未照射条件と比較して1~2ピコモル程度のごく少量イオンを照射したのち培養すると細胞がより増殖するのに対して，照射量を増やすと逆に増殖能が低下して細胞死を招くことを高い再現性で確認している。増殖能の向上は外傷の早期治癒，また細胞死の誘導は不良細胞やかゆみなどの原因菌の死滅などにつながる知見であり，この細胞増減を決定するイオン照射量のしきい値を明らかにすることで，イオン照射の応用が広がると考えられる。
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