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粒子分散により骨再生医療への貢献を目指すマルチディメンジョン・バイオマテリアル

研究課題

研究課題/領域番号 20K05081
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26020:無機材料および物性関連
研究機関小山工業高等専門学校

研究代表者

川越 大輔  小山工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80420008)

研究分担者 多賀谷 基博  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20621593)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードアパタイト / ナノ粒子 / 透明薄膜 / 分散 / 透明 / 薄膜 / ナノ / スキャホールド / 細胞試験 / ゼータ電位 / 骨芽細胞 / 微細構造 / ナノ分散 / 透明アパタイト / 複合材料
研究開始時の研究の概要

iPS細胞の樹立により社会からの再生医療への期待は非常に大きくなっている。細胞を用いた再生医療において、細胞の研究だけでは生体を再生することは難しく、細胞が増えたり新しい生体組織を構築したりするのに必要な足場材料(バイオマテリアル)の研究も重要である。
骨再生における足場材料の候補として、生体骨の無機主成分に類似しているアパタイトが期待されており、多くの研究が進められている。本研究では、生体骨に含まれるクエン酸を用いることでアパタイトの粒子状態を変え、骨再生医療に貢献するバイオマテリアルを作製する。

研究成果の概要

骨再生における足場材料の候補として、生体骨の無機主成分に類似しているアパタイトが期待されており多くの研究が進められている。よりよい足場材料を作製するためには、アパタイト上での細胞試験の知見を集積することが必要である。クエン酸により分散したアパタイトから得られた透明薄膜の上で、骨分化誘導により骨芽細胞に分化するMC3T3-E1細胞を播種し、5%CO2、37℃のインキュベーター内で一定期間培養したのち、位相差顕微鏡を用いてHA透明薄膜上の細胞を観察した。三次元スキャホールドにおいては比較となるガラス上の細胞観察に比べて、鮮明度等は劣るものの、HA透明薄膜上で生きた細胞の挙動を観察することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

iPS細胞の樹立により社会からの再生医療への期待は非常に大きくなっている。細胞を用いた再生医療において細胞の研究だけでは生体を再生することは難しく、細胞が増えたり新しい生体組織を構築したりするのに必要な足場材料の研究も重要である。骨再生における足場材料の候補として、生体骨の無機主成分に類似するアパタイトが期待されており、よい骨再生の足場材料を作製するためには、アパタイト上での細胞試験の知見を集積することが必要であり、アパタイトを透明薄膜とすることで、透明なポリスチレンやガラスのような細胞試験に適したアパタイトの作製を試みる。また、分散で得れれた知見をもとに三次元バイオマテリアルにも応用する。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Nanostructural control of transparent hydroxyapatite nanoparticle films using a citric acid coordination technique2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Zizhen, Kataoka Takuya, Samitsu Sadaki, Kawagoe Daisuke, and Tagaya Motohiro
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 10 号: 3 ページ: 396-405

    • DOI

      10.1039/d1tb02002a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Addition of Citric Acid to Hydroxyapatite Slurry for Stable Dispersion of Nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      KAWAGOE Daisuke、SUZUKI Tatsuya、NAMAI Reiya、TSUBOI Yuma、HIROMOTO Sachiko
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 45 号: 3 ページ: 73-76

    • DOI

      10.14723/tmrsj.45.73

    • NAID

      130007869027

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2020-06-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of transparent hydroxyapatite/citric acid particle films2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Zizhen、Kataoka Takuya、Kawagoe Daisuke、Noda Daichi、Chai Yadong、Tagaya Motohiro
    • 雑誌名

      Colloid and Interface Science Communications

      巻: 39 ページ: 100316-100316

    • DOI

      10.1016/j.colcom.2020.100316

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Citric acid Dispersion of Hydroxyapatite Particles Using a Flow Reactor2024

    • 著者名/発表者名
      D. Kawagoe, K. Ugajin, and K. Nagai
    • 学会等名
      第33回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 超音波分散によるアパタイト透明体の透過率向上2022

    • 著者名/発表者名
      川越 大輔,三上 久理守,竹弘 直輝,多賀谷 基博
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨芽細胞培養特性に対するクエン酸配位ハイドロキシアパタイトナノ粒子膜のナノ空間効果の解明2022

    • 著者名/発表者名
      劉 自振,三上 久理守,川越 大輔,多賀谷 基博
    • 学会等名
      第32回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] クエン酸添加ハイドロキシアパタイトスラリーの経時変化と細胞観察用透明薄膜の評価2022

    • 著者名/発表者名
      三上久理守,伊澤琉佳,多賀谷基博,川越大輔
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2022年年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] クエン酸含有ハイドロキシアパタイトナノ粒子膜へのタンパク質吸着挙動と細胞接着特性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      劉 自振,川越 大輔,多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2022年年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水酸アパタイトスラリーの経時観察およびクエン酸分散堆積物からの薄膜の作製2021

    • 著者名/発表者名
      三上 久理守,伊澤 琉佳,多賀谷 基博,川越 大輔
    • 学会等名
      第31回日本MRS年次大会 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Sedimentation behavior of calcium phosphate slurry dispersed by citric acid for preparation of transparent calcium phosphate thin film2021

    • 著者名/発表者名
      Kurisu Mikami, Motohiro Tagaya,and Daisuke Kawagoe
    • 学会等名
      6th STI-Gigaku 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The Effect of Ultrasonication on Dispersed Apatite Particles in the Presence of Citric Acid Dispersant2020

    • 著者名/発表者名
      Haruta KUROSAKI, Osamu FUJIU, Daisuke KAWAGOE, Sachiko HIROMOTO
    • 学会等名
      第30回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dispersed Apatite Particles Prepared by Hydrothermal Treatment in Citric Acid Solution2020

    • 著者名/発表者名
      Osamu FUJIU, Haruta KUROSAKI, Daisuke KAWAGOE, Sachiko HIROMOTO
    • 学会等名
      第30回 日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Citric Acid Addition on Hydroxyapatite Slurry State for Forming Transparent Thin Film2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Horikoshi, Aki Hatanaka, Daisuke Kawagoe, Kanan Matsunuma, Zizhen Liu, Takuya Kataoka, Motohiro Tagaya
    • 学会等名
      5th STI-Gigaku Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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