| 研究課題/領域番号 |
20K20430
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| 補助金の研究課題番号 |
19H05504 (2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2019) |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
成田 史生 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (10312604)
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| 研究分担者 |
栗田 大樹 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40643226)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
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| キーワード | 材料力学 / 3D印刷 / 複合材料 / 生体材料 / 人工臓器 / 三次元印刷 / 有限要素解析 / ポリマー/プラスチック / 力学機能 / シルクタンパク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在，怪我や病気の際に欠損した臓器の代わりに人工的に作製した材料を埋入する，人工臓器に関する研究が行われており，人工臓器材料には，生体内で炎症などの副作用を示さない生物学的安定性が不可欠である．本研究は，動物繊維の一つである絹糸からフィブロインを抽出し，水溶液中で光造形 三次元(3D)プリンタによって硬化させて，あらゆる人工臓器に適用可能な細胞再生能力の高い革新的生分解性シルクタンパク足場材料を創成することを目的としている．生分解性シルクタンパク足場材料は組織培養用の基板材料として利用可能な，極めて革新的な材料になると考えられ，非常に挑戦的で，再生医療分野において重要な意義を有する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，はじめに，シルクファイバーにセルロースナノファイバーを分散し，引張特性を評価して，特性向上メカニズムについて明らかにした．次に，シルクフィブロインの濃度を変えたPEGDMA/シルクフィブロインハイドロゲルの光造形に成功した．開発されたハイドロゲルは，幅広い圧縮弾性率を示し，筋肉組織，脂肪，骨などの様々な幹細胞の代替となり得ることが示唆された
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，工業分野では3D印刷技術が著しく発達し，大きな注目を集めている．本研究では，シルクタンパクの3D印刷を実施し，PEGDMA/シルクフィブロインハイドロゲルの光造形に成功して，ハイドロゲルが生体足場材料として使用できる可能性を示した．今後発展が予想されるヒトの組織を造形する3Dバイオプリンティング技術において，本研究から得られる基礎的知見は極めて有用である．
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