| 研究領域 | 機能コアの材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04500
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
横井 太史 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (00706781)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | リン酸八カルシウム / バイオイメージング / ナノ粒子 / 生体適合性 / 機能コア / 蛍光 / イメージング / 芳香族カルボン酸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、蛍光性カルボン酸を置換固溶したリン酸八カルシウムナノ粒子の精密合成、同ナノ粒子の細胞への導入のための表面有機修飾、同ナノ粒子の細胞への導入と細胞内で蛍光バイオイメージングプローブとして機能することの実証を経て、機能コアとして蛍光性カルボン酸を置換固溶したリン酸八カルシウムナノ粒子の蛍光バイオイメージングプローブとしての有用性を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
リン酸八カルシウム（OCP）ヒトの骨や歯を構成する無機主成分であるヒドロキシアパタイトの前駆体であると考えられている。OCPは人工骨として利用できるほど生体との高い親和性を有するセラミックス生体材料である。また、OCPは層状構造を持ち、層間にカルボン酸イオンを導入することができる。この性質を利用して、研究代表者はこれまでにOCPに蛍光性カルボン酸を導入することによって生体適合性に優れる蛍光体の作製に成功した。しかしながら、得られた蛍光体粒子のサイズは数マイクロメートルであり、蛍光バイオイメージングプローブとして利用するにはサイズが大きすぎることが課題であった。
そこで、2022年度の研究においては材料合成法を抜本的に見直し、合成プロセスを従来の溶解－析出法から沈殿法に変更し、高過飽和度環境で短時間で合成を完了させる合成反応系とすることによって蛍光性カルボン酸を導入したOCPナノ粒子の合成に成功した。しかし、得られた蛍光性OCPナノ粒子の蛍光波長は短波長であり、バイオイメージングプローブとしては不向きであることが分かった。
そこで2023年度の研究においてはOCPに導入するカルボン酸種を変更し、得られた材料の蛍光特性を調べた。その結果、2,5-ピリジンジカルボン酸、2,6-ピリジンジカルボン酸およびp-フェニレンジカルボン酸では依然として蛍光波長は短波長であったものの、4-（カルボキシメチル）安息香酸を導入したOCPにおいては約610nmの蛍光を示した。この結果は、従来の蛍光性OCPの蛍光波長の最大値（450nm）を大幅に超える長波長化に成功しており、蛍光性OCPのバイオイメージングプローブへの応用に向けて大きく前進する結果を得られたものと言える。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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