成長因子の安定的担持機能をもつバイオシールマテリアルの創製

• 研究課題/領域番号: 26820304
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 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)
• 研究協力者: 水野 稔久 ; 岩永 憲彦 ; 井口 真樹人 ; 尾関 佑斗
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: バイオマテリアル / 有機無機ハイブリッド / 不織布 / 生分解性 / タンパク質担持

研究成果の概要

生体組織を再生するための材料としての応用を見据え、生体内で分解する機能と細胞との親和性を兼ね揃えた、有機無機ハイブリッド不織布を開発した。この不織布は、水を用いて合成することができるため、優れた安全性を示し、タンパク質などを変性や失活させることなく内部に保持できた。例えば、酵素タンパク質を不織布に導入しても酵素活性能は維持でき、さらに、不織布を構成するハイブリッドの網目構造が、酵素タンパク質を材料周囲に存在する阻害物質から保護するといった特異的な機能も示した。

研究成果

• [国際共同研究] Imperial College London/University College London/University of Manchester(英国)
• [国際共同研究] Imperial College London/University College London/University of Manchester(英国)
• [雑誌論文] Osteoblast-like cell responses to silicate ions released from 45S5-type bioactive glass and siloxane-doped vaterite (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiko Obata, Norihiko Iwanaga, Arisa Terada, Gavin Jell, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: Online published 号: 15 ページ: 8942-8956
  • DOI: 10.1007/s10853-017-1057-y
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Osteoblast-like cell responses to ion products released from magnesium- and silicate- containing calcium carbonates (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yamada, Yoshio Ota, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering 巻: 28 号: 1 ページ: 47-56
  • DOI: 10.3233/bme-171655
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Construction of DNAzyme-Encapsulated Fibermats Using the Precursor Network Polymer of Poly(γ-glutamate) and 4-Glycidyloxypropyl Trimethoxysilane (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Mizuno, S. Koeda, A. Obata, J. Sumaoka, T. Kasuga, J. R. Jones, T. Mizuno
  • 雑誌名: Langmuir 巻: xx 号: 16 ページ: 4028-4035
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b00308
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tailoring the delivery of therapeutic ions from bioactive scaffolds while inhibiting their apatite nucleation: a coaxial electrospinning strategy for soft tissue regeneration (2017)
  • 著者名/発表者名: Pin Zhou, Jian Wang, Anthony L. B. Macon, Akiko Obata, Julian R. Jones, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 7 号: 7 ページ: 3992-3999
  • DOI: 10.1039/c6ra25645g
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preparation of calcium-phosphate cements with high compressive strength using meglumine as a water reducer (2016)
  • 著者名/発表者名: Takenori Sawamura, Masahiko Okuyama, Hirotaka Maeda, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 124 号: 3 ページ: 223-228
  • DOI: 10.2109/jcersj2.15249
  • NAID: 130005132945
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Antibacterial ZnO-CaO-P₂O₅-Nb₂O₅ Invert Glasses (2016)
  • 著者名/発表者名: Sungho Lee, Hirotaka Uehara, Anthony L.B. Macon, Hirotaka Maeda, Akiko Obata, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 57 号: 12 ページ: 2072-2076
  • DOI: 10.2320/matertrans.MI201503
  • NAID: 130005284387
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication and in vitro Characterization of Electrospun Poly (γ-glutamic acid)-Silica Hybrid Scaffolds for Bone Regeneration (2016)
  • 著者名/発表者名: Chunxia Gao, Shingo Ito, Akiko Obata, Toshihisa Mizuno, Julian R Jones, Toshihiro Kasuga
  • 雑誌名: Polymer 巻: 91 ページ: 106-117
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2016.03.056
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Construction and Characterization of Protein-Encapsulated Electrospun Fibermats Prepared from a Silica/Poly(γ-glutamate) Hybrid (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Koeda, K. Ichiki, N. Iwanaga, K. Mizuno, M. Shibata, A. Obata, T. Kasuga, T. Mizuno
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 号: 1 ページ: 221-229
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b02862
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Poly(γ-glutamic acid)-Silica Hybrids with Fibrous Structure: Effect of Cation and Silica Concentration on Molecular Structure, Degradation Rate and Tensile Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Obata, S. Ito, N. Iwanaga, T. Mizuno, J. R. Jones, T. Kasuga
  • 雑誌名: RSC advances 巻: 4 号: 94 ページ: 52491-52499
  • DOI: 10.1039/c4ra08777a
  • 査読あり
• [学会発表] 70SiO2-30CaO系ゾルゲルガラスの綿状繊維構造体 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, 春日敏宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2017年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] ケイリン酸塩ガラスの溶解性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三浦淳弘、マッソン アントニー、前田浩孝、小幡亜希子、春日敏宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2017年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 亜鉛含有リン酸塩インバートガラスの作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邊俊希、上原拓峻、李誠鎬、前田浩孝、春日敏宏、上田恭介、成島尚之、小幡亜希子、マッソン アントニー
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2017年年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] 銀添加ケイ酸カルシウム系ガラスの綿状繊維構造体の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, 春日敏宏
  • 学会等名: 日本金属学会2017年（第158回）春期講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 元素添加非晶質リン酸カルシウム膜の構造と溶解性の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上田恭介、永田彪、小幡亜希子、春日敏宏、成島尚之
  • 学会等名: 日本金属学会2017年（第158回）春期講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Silver-doped calcium silicate sol-gel glass with a cotton-wool-like structure for skin wound healing (2017)
  • 著者名/発表者名: Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, Toshihiro Kasuga, Akiko Obata
  • 学会等名: World Young Fellow Meeting 2017（第55回セラミックス基礎科学討論会）
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2017-01-12
  • 国際学会
• [学会発表] 骨芽細胞様細胞の石灰化過程における種々の無機イオンの影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、小笠原徹、春日敏宏
  • 学会等名: 日本金属学会2016年（第158回）秋期講演大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Si, Ca, Mgの骨芽細胞様細胞に対する影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、小笠原徹、春日敏宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Electrospun silica/poly(γ-glutamate) hybrid fibremats for bone regeneration (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiko Obata, Toshihisa Mizuno, Shuhei Koeda, Makoto Shimada, Koji Mizuno, Makito Iguchi, Julian Jones, Toshihiro Kasuga
  • 学会等名: 10thWorld Biomaterials Congress (WBC)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] Construction and Characterization of Protein-Encapsulated Electrospun Fibermats Prepared from a Silica/Poly(γ- glutamate) Hybrid (2016)
  • 著者名/発表者名: Toshihisa Mizuno, Akiko Obata, Shuhei Koeda, Makoto Shimada, Koji Mizuno, Makito Iguchi, Julian Jones, Toshihiro Kasuga
  • 学会等名: 10thWorld Biomaterials Congress (WBC)
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] 3Dプリンターを用いた構造化高分子ゲルの作成とタンパク質の内包固定化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水野光二、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] 蛋白質を内包固定化した架橋性高分子からなる不織布の作成と機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井戸祐也、井口真樹人、Anthony Macon、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
• [学会発表] 新規架橋性高分子を使用した蛋白質内包固定化不織布の作成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井戸祐也、Anthony Macon、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
  • 学会等名: 第26回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 骨再生用綿形状バイオマテリアルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 春日敏宏、小幡亜希子、西川靖俊
  • 学会等名: 第36回 日本骨形態計測学会
  • 発表場所: 新潟
  • 招待講演
• [学会発表] 核酸固定化不織布の作成と機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水野光二、小枝周平、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
  • 学会等名: 第65回高分子年次大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 有機無機ハイブリッド繊維のタンパク質担持機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、岩永憲彦、市来健太郎、水野稔久、春日敏宏
  • 学会等名: 日本金属学会２０１５年（第１５６回）春期講演大会
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Fabrication of poly(γ-glutamic acid)-silica hybrid fibermats with protein-loading ability (2015)
  • 著者名/発表者名: Makoto Shimada, Norihiko Iwanaga, Akiko Obata, Toshihisa Mizuno, Toshihiro Kasuga
  • 学会等名: 4th International Symposium on Ceramics Nanotune Technology (ISCeNT-4)
  • 発表場所: 名古屋工業大学、名古屋
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
• [学会発表] ポリ(γ-グルタミン酸)・シリカ繊維構造体におけるタンパク質担持機能の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩永憲彦、市来健太郎、小幡亜希子、水野稔久、春日敏宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第18回生体関連セラミックス討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学、大阪
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Electrospun silica-polymer hybrid fibres carrying protein (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiko Obata, Norihiko Iwanaga, Kentaro Ichiki, Toshihisa Mizuno, Toshihiro Kasuga
  • 学会等名: 6th International Workshop on Advanced Ceramics (IWAC-06)
  • 発表場所: Erlangen, Germany
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-09-30
• [学会発表] Crosslinking structure and degradation behaviors of poly(γ-glutamic acid)/silica hybrid (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Suzumura, Jin Nakamura, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
  • 学会等名: 6th International Workshop on Advanced Ceramics (IWAC-06)
  • 発表場所: Erlangen, Germany
  • 年月日: 2014-09-28 – 2014-09-30
• [学会発表] タンパク質担持有機無機ハイブリッド不織布の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小幡亜希子、岩永憲彦、前田浩孝、市来健太郎、水野稔久、春日敏宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学、鹿児島
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [図書] Silica-based Nanoceramics (Chapter 2), Nanobioceramics for Healthcare Applications (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
  • 総ページ数: 316
  • 出版者: World Scientific
• [産業財産権] 核酸内包繊維状物質を含む構造体の製造方法 (2015)
  • 発明者名: 水野稔久、小幡亜希子、市来健太郎、岩永憲彦
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-01-16
• [産業財産権] タンパク質内包不織布の製造方法 (2014)
  • 発明者名: 水野稔久、小幡亜希子、市来健太郎、小枝周平、柴田将英、岩永憲彦
  • 権利者名: 名古屋工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-07-11