再生医療用ナノファイバー構造体の多元制御と角膜再生への応用

• 研究課題/領域番号: 24300176
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 小林 尚俊 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, グループリーダー (90354266)
• 連携研究者: 服部 晋也 物質・研究機構, 生体機能材料ユニット, ポスドク研究員 (30469762)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: 角膜再生材料 / ナノファイバー高次構造化 / 生体タンパク質 / 角膜実質再生 / ナノファイバー / 角膜類似構造

研究成果の概要

本研究では、これまでに研究を行ったコラーゲン・シルクなどの素材を組み合わせることで、角膜の構造にきわめて類似した構造体構築のための基本技術の研究を行った。電界紡糸技術を用い、上皮基底膜類似ナノファイバー足場材料の開発、ナノファイバーの透明性を向上し実質再生への活用、高強度デスメ膜構造再生に関する基礎的なデーターを得た。ファイバー材料の弱点である光の透過性は、ファイバーサイズをナノのレベルまで細くすること、ファイバー空間が細胞ニッチェとなり、再生組織（コラーゲン等）で埋まることで著しい向上が認められた。上皮、実質細胞とも、繊維足場の構造、硬さ、表面などに影響を受けることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] シルクフィブロインナノ繊維集合体の角膜再生足場としての有用性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、小林尚俊
  • 雑誌名: SEN-I GAKKAISHI 巻: 71 ページ: 117-122
  • NAID: 130004717528
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 角膜再生材料 (2015)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、小林尚俊
  • 雑誌名: 工業材料 巻: 63 ページ: 45-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工角膜材料としてのフィブロインファイバー不織布の有用性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、寺田堂彦、本田貴子、寺本英敏、亀田恒徳、玉田靖、小林尚俊
  • 雑誌名: 日本シルク学会誌 巻: 22 ページ: 117-223
  • NAID: 130005063980
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vascular-inducing poly(glycolic acid)-collagen nanocomposite-fiber scaffold (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi, D. Terada, Y. Yokoyama, D. WonMoon, Y. Yasuda, H. Koyama, T. Takato
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Nanotechnology 巻: 9 号: 8 ページ: 1318-1326
  • DOI: 10.1166/jbn.2013.1638
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of poly(N-isopropylacrylamide)-CNT-Polyaniline three-dimensional electrospun microfabrics scaffolds on cell growth and viability (2013)
  • 著者名/発表者名: Ashutsh Tiwari, Yashpal Sharma, Shinya Hattori, Dohiko Terada, Ashok K. Sharma, Anthony P.F.Turner
  • 雑誌名: Biopolymers 巻: 99 号: 5 ページ: 334-341
  • DOI: 10.1002/bip.22170
• [雑誌論文] Embossed-carving processing of cytoskeletons of cultured cells by using focused ion beam technology (2013)
  • 著者名/発表者名: Dohiko Terada, Shinya Hattori, Takako Honda, T. Iitake, Hisatoshi Kobayashi
  • 雑誌名: Microscopy Research and Technique 巻: 76 号: 3 ページ: 290-295
  • DOI: 10.1002/jemt.22166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of three-dimensional conducting scaffolds based on polyanili ne- carbon nanotube/ poly(N-isopropyl acrylamide-ccrmethacrylic acid nan ofibers for tissue engineering application (2012)
  • 著者名/発表者名: Yashpal Sharma
  • 雑誌名: International Journal of Macromolecules 巻: 51 号: 4 ページ: 627-631
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2012.06.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functionalized biocompatible nanoparticles for site-specific imagin and therapeutics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ranu K Dutta
  • 雑誌名: Springer Advances polymer science series, Polymerin Nanomedicine 巻: 247 ページ: 233-275
  • 査読あり
• [学会発表] Development of a novel artificial cornea using nanofibrous silk fibroin construct (2015)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、本田貴子、亀田恒徳、玉田靖、小林尚俊
  • 学会等名: MANA International symposium 2015
  • 発表場所: つくば国際会議場、つくば
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-13
• [学会発表] New material concept for corneal regeneration (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisatoshi Kobayashi
  • 学会等名: Sweden-Japan seminal on Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: Linkoping university, Linkoping, Sweden
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Corneal Tissue Engineering Using Decellularized Porcine Cornea Prepared (2015)
  • 著者名/発表者名: Akio Kishida、Yoshihide Hashimoto、Seiichi Funamoto、Shuji Sasaki、Manabu Mochizuki、Tsuyoshi Kimura、Toshiya Fujisato、Hisatoshi Kobayashi
  • 学会等名: Sweden-Japan seminal on Nanomaterials and Nanotechnology
  • 発表場所: Linkoping university, Linkoping, Sweden
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Mid to Ing term compatibility evaluation of fibroin scaffold in rabbit cornea (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisatoshi Kobayashi、Shinya Hattori、Takako Honda、Dohiko Terada、Tsunenori Kameda、Yasushi Tamada
  • 学会等名: TERMIS-AM2014
  • 発表場所: Renaissance Hotel, Washington, D.C., USA
  • 年月日: 2014-12-13 – 2014-12-16
• [学会発表] Biodegradavle shortened electrospun nanofibers scaffold for big size Spheroid formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisatoshi Kobayashi、Shinya Hattori、Takako Honda、
  • 学会等名: TRTMIS-AM2014
  • 発表場所: Renaissance Hotel, Washington, D.C., USA
  • 年月日: 2014-12-13 – 2014-12-16
• [学会発表] Development of novel artificial cornea from silk fibroin (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisatoshi Kobayashi、Shinya Hattori、Takako Honda、Tsunenori Kameda、Yasushi Tamada
  • 学会等名: 23rd congress on sericulture and silk industry
  • 発表場所: The hotel Ieela palze, Bangalore, India
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-27
• [学会発表] 角膜実質再生材料を目指した透明フィブロインナノファイバー不織布の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、本田貴子、亀田恒徳、玉田靖、小林尚俊
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [学会発表] 人工角膜としてのフィブロインナノファイバー不織布の角膜内長期移植評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、本田貴子、亀田恒徳、玉田靖、小林尚俊
  • 学会等名: 第36回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: タワーホール船堀、東京
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-18
• [学会発表] 絹フィブロインナノファイバー不織布の透明化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也、本田貴子、亀田恒徳、玉田靖、小林尚俊
  • 学会等名: 第63回 高分子討論会
  • 発表場所: 長崎大学文教キャンパス ,長崎市
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] 角膜再生治療の現状と展望/角膜再生治療の現状と展望 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林 尚俊
  • 学会等名: N IAS シンポジウム第7回「フィブロイン・セリシンの利用」研究会
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール、東京(招待講演)
  • 年月日: 2013-02-21
• [学会発表] 角膜再生用シルクナノファイバーの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺田 堂彦
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2013
  • 発表場所: AIST、つくば
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] Nano fibrous materials for tissue engineering applications (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi
  • 学会等名: Advanced Materials World Congress 2013
  • 発表場所: Altinyunus Hotel チェシメ（チェシメ Turkey）
  • 招待講演
• [学会発表] Nano fibrous materials for tissue engineering applications (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kobayashi
  • 学会等名: EUROMAT 2013
  • 発表場所: The Barceló Renacimiento hotel,Sevilla（Spain）
  • 招待講演
• [学会発表] 高機能医療用ナノ材料の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: 豊橋ライブデモンストレーションコース
  • 発表場所: ロワジールホテル豊橋（豊橋）
  • 招待講演
• [学会発表] フィブロインナノファイバー不織布を用いた人工角膜実質開発の試み (2013)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也, 寺田堂彦, 本田貴子, 亀田恒徳, 寺本英敏, 玉田 靖, 小林尚俊
  • 学会等名: 第35回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 船堀タワーホール（東京）
• [学会発表] Evaluation of the fibroin nanofiber nonwoven mat as an artificial corneal stroma (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hattori, Terada Dohiko, T. Honda, Kameda Tsunenori, Teramoto Hideshoshi, Tamada Yasushi, H. Kobayashi
  • 学会等名: Advanced materials world congress 2013
  • 発表場所: Altinyunus Hotel チェシメ（チェシメ, Turkey）
• [学会発表] 人工角膜としてのフィブロインファイバー不織布の生体内評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也, 寺田堂彦, 本田貴子, 吉川千晶, 寺本英敏, 亀田恒徳, 玉田靖, 小林尚俊
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
• [学会発表] 絹フィブロインの不溶化処理条件の違いによる細胞接着挙動の変化に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊, 服部晋也, 本田貴子, 寺田堂彦, 寺本英敏, 亀田恒徳, 玉田 靖
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
• [学会発表] 短繊維形状をもつナノファイバー濃厚ブラシ構造体から成る機能化人工ECMの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: CREST 「ナノシステム創製」領域バイオ系関連研究チーム合同ワークショップ
  • 発表場所: バイオ系関連研究チーム合同ワークショップ、東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-03
• [学会発表] Typelコラーゲン様ペプチドpoly(Proline -Hydroxyproline -glycine)ナノファイバー止血剤の合成とその止血効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林 尚俊
  • 学会等名: バイオマテリアル学会シンポジウム2 0 12
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
• [学会発表] 絹たんぱく質由来材料からなる人工角膜実質開発の試み/ Fabrication of novel artificial cornea using snk-protein derived materials (2012)
  • 著者名/発表者名: 服部 晋也
  • 学会等名: バイオマテリアル学会シンポジウム2 0 12
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
• [学会発表] Nanofibrous materials for tissue engineering scaffolds Conference Name: International Conference on Emerging Advanced (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: International Conference on Emerging Advanced Nanomaterials (ICEAN)
  • 発表場所: Brisbane、Australia (招待講演)
• [学会発表] 機能化再生医療用ナノナノファイバーの創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: 平成24年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 福井大学,福井(招待講演)
• [学会発表] Nanofibrous materials for tissue engineering applications Conference Name: Sweden-Japan workshop (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: Sweden-Japan workshop
  • 発表場所: Linkoping、Sweden(招待講演)
• [学会発表] Fabrication of novel artificial corneal substitute using silk protein deriv ed materials (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: 3rd TERMIS World Congress
  • 発表場所: Vienna、Austria
• [学会発表] Silk fibroin nanofibers as a regenerative scaffold of a cornea (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺田 堂彦
  • 学会等名: 9th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: Chengdu、中国
• [学会発表] Vascular inducible PGA/Collagen nanocomposite fiber scaffolds without growth factor combination (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: 9th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: Chengdu、中国
• [学会発表] Evaluations of the biocompatibilities of sterilized silk-protein derived material as a novel artificial corneal stroma. (2012)
  • 著者名/発表者名: 服部 晋也
  • 学会等名: 9th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: Chengdu、中国
• [学会発表] Time Laps Study on the Interaction between a Single-nanofier and Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: 服部 晋也
  • 学会等名: 9th World Biomaterials Congress
  • 発表場所: Chengdu、中国
• [学会発表] 角膜再生足場材料としてのシルクフィブロインナノファイバーの評価/ Evaluation of silk fibroin nanofiber mats as the regenerative scaffold for corneal tissues (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺田 堂彦
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
• [図書] Electrospun Nanofiber for Three Dimensional Cell Culture、In Nanomaterials in Drug Delivery, Imaging, and Tussue Engineering (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Sharma, A. Tiwari, H. Kobayashi
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: Wiley-Scrivener
• [図書] 化学工業 Vol.63 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺田 堂彦
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] Biomedical Materials and Diagnostic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Ashutosh Tiwari
  • 出版者: WILEY-Scrivener Publishing, USA
• [図書] Biomedical Materials and Diagnostic Devices (2012)
  • 著者名/発表者名: Yashpal Sharma
  • 出版者: WILEY-Scrivener Publishing, USA
• [産業財産権] 細胞培養用支持体の製造方法、培養用支持体および細胞培養方法 (2013)
  • 発明者名: 小林尚俊、寺田堂彦、玉田靖
  • 権利者名: 物材機構、農生機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-05-13