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交流電解ゾル-ゲル反応を基にした生体成分の三次元集積とその医療応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K05031
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26030:複合材料および界面関連
研究機関岡山大学

研究代表者

吉岡 朋彦  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 准教授 (50452016)

研究分担者 城崎 由紀  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードゾル-ゲル / 電気分解 / 交流
研究開始時の研究の概要

生体成分(細胞やタンパク質)の三次元的な集積技術が再生医療や医療機器開発の分野で求められている。細胞やタンパク質は電荷を帯びているため、集積には電気泳動が有用である。しかし細胞やタンパク質は構造が柔らかいため、集積にともない変性・失活する恐れがある。そこで本研究では生体成分を電気泳動で集積させつつ、電気化学的に形成する足場材料に包括する。足場としての無機ゲルの有用性を示すとともに、三次元集積構造の形成技術を確立する。

研究成果の概要

本研究は、細胞やタンパク質といった生体成分を交流電場によって集積させつつ、それらを交流電場下での水の電気分解反応生成物を触媒として形成する足場材料に包括し、安定化する技術開発を目的として行った。細胞モデル(細胞と大きさ・電荷が類似するポリスチレンビーズ)やタンパク質を、交流電場下で形成するシリカゲルに包括できることを見出した。さらに、足場材料として生体活性ゲルを交流電場下で形成でき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

本研究において、交流電場下で生体成分の集積の足場となる無機ゲルを形成させつつ、細胞モデルやタンパク質が電場を用いて集積できることを明らかにした。これは無機ゲルを足場材料とした生体成分の三次元集積を可能にする新しいプロセスである。再生医療技術や、細胞を複合化したデバイス、バイオセンサなどの新しいプロセッシングとして期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] KU Leuven(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ダブルパルス電解によるシリカゲルの形成2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡朋彦、浅田敏生、片岡卓也、早川聡
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 銀を担持させた生体活性ゲルの電気化学的作製2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡朋彦、Gunawan、片岡卓也、早川聡
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会(43th JSB)および第8回アジアバイオマテリアル学会(8th ABMC)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemically Generated Sol-Gel Films with Bioactivity on Metallic Substrates2020

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Yoshioka, Naoki Miyamoto, Takuya Hayashi, and Satoshi Hayakawa
    • 学会等名
      11th World Biomaterials Congress (WBC2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カルシウムを添加したSiO2系生体活性ゲルの電解析出2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡朋彦、宮本尚紀、早川聡
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 水の電気分解反応を利用したセラミックス薄膜の作製2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡朋彦
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第33回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パルス電場を用いた生体活性ゲルの電解堆積とその生体活性評価2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡朋彦、林拓哉、早川聡
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The Application of Pulse Electrolysis to the Sol-Gel Deposition of Bioactive Gel Films2019

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Yoshioka, Takuya Hayashi, and Satoshi Hayakawa
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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