濃度センシング機能を持つ世界初のドラッグデリバリーキャリア創製への挑戦

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15716
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 阿部 薫明 北海道大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (40374566)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ドラッグデリバリーシステム / 濃度センサー機能

研究実績の概要

低濃度時にのみ機能するドラッグデリバリーシステム（DDS）を開発することにより、
抗がん剤など副作用の強い薬剤も効果的に使用可能な、濃度センサー機能を有した
世界初のドラッグデリバリーシステムの開発を試みた。
DDSを実践するキャリアである多糖誘導体の分子構造が薬剤との会合状態に及ぼす影響を検討するため、リン酸化率や分子量を変えた数種類のリン酸化プルラン(PPL)やリン酸化マンナンを合成し、サイズ・形状・表面物性や会合状態の構造変化を検討した。徐放機構のモデル薬剤として抗菌物質CPC（塩化セチルピリジニウム）を用いたところ、
抗菌物質CPCのみでは高濃度でも洗浄後は十分な抗菌効果が得られなかったが、PPLとの複合体にすることにより、わずか100ppmの抗菌物質で優れた抗菌効果を発揮することが明らかになった。PPL-CPC複合体はCPC濃度200ppmでも優れた抗菌効果を発揮したが、高濃度で調整した複合体では抗菌効果を発現しなかった。これらの結果は、PPLを担体に用いた複合体が、低濃度時に機能し得る濃度センサー機能を有した画期的なドラッグデリバリーシステムの開発に向けて有用な物質であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的としている低濃度時に機能する薬剤徐放機能を発現する薬剤-担体複合体のモデル物質の創製に成功した

今後の研究の推進方策

H２８年度は、濃度センサー機能の機構の解明、DDS機能の最適化を進めるとともに、細菌・細胞への効果の検討や、本担体の汎用性の検討も進めていく。

次年度使用額が生じた理由

平成２７年度中に購入し納品された物品の支払いが、２８年４月になったため

次年度使用額の使用計画

上述の通り、既に使用決定済み

研究成果

• [雑誌論文] Estimation of biocompatibility of nano-sized ceramic particles with osteoblasts, osteosarcomas and hepatocytes by static and time-lapse observation (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, E. Seitoku, N. Iwadera, Y. Hamba, S. Yamagata, T. Akasaka, T. Kusaka, S. Inoue, Y. Yawaka, J. Iida, H. Sano, T. Yonezawa, and Y. Yoshida
  • 雑誌名: J. Biomedical Nanotechnology 巻: 12 ページ: 472-480
  • DOI: 10.1166/jbn.2016.2190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the biocompatibility of ceramic nanoparticles with A549 lung epithelial cells (2016)
  • 著者名/発表者名: N. Kiyama, S. Abe, S. Yamagata, Y. Yoshida, and J. Iida
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Letters 巻: 8 ページ: 310-315
  • DOI: 10.1166/nnl.2016.2132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of size and morphological effects of ceramics nanoparticles on their biocompatibility (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuchiya, S. Abe, Y. Era, Y. Nakagawa, M. Nakamura, T. Kusaka, Y. Yoshida, T. Yonezawa, and J. Iida
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Letters 巻: 8 ページ: 329-334
  • DOI: 10.1166/nnl.2016.2139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of poly(L-lactic acid)/organically modified montmorillonite nanocomposites for the fabrication of orthodontic anchoring screws (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Nakanishi, S. Yamagata, T. Akasaka, S. Abe, Y. Yoshida, and J. Iida
  • 雑誌名: J. Nanoscience Nanotechnology 巻: 16 ページ: 9292-9297
  • DOI: 10.1166/jnn.2016.12917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density functional theory (DFT) study on ternary interaction system of fluorinated ethylene Carbonate, Li+, and graphene model (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Mutoh, S. Abe, T. Kusaka, M. Nakamura, Y. Yoshida, J. Iida, and H. Tachikawa
  • 雑誌名: ATOMS 巻: 4 ページ: 401-408
  • DOI: 10.3390/atoms4010004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic States of Alkyl Radical-Functionalized C20 Fullerene: Density Functional Theory (DFT) Study (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, S. Kawano, Y. Toida, M. Nakamura, S. Inoue, Y. Yoshida, H. Sano, H. Kawabata, and H. Tachikawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Applied Phys 巻: 55 ページ: 03DD0301-04
  • DOI: doi.org/10.7567/JJAP.55.03DD03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytocompatibility of HeLa cells to nano-sized ceramics particles (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Seitoku, S. Abe, T. Kusaka, M. Nakamura, S. Inoue, Y. Yoshida and H. Sano
  • 雑誌名: J. Nanoscience and Nanotechnology 巻: 16 ページ: 3373-3377
  • DOI: 10.1166/jnn.2016.12309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of the inhibitory effects of fi ssure sealants on the demineralization of primary teeth using an automatic pH-cycling system (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ushimura, K. Nakamura, Y. Matsuda, H. Minamikawa, S. Abe, and Y. Yawaka
  • 雑誌名: Dental Material J. 巻: 35 ページ: 316-324
  • DOI: 10.4012/dmj2015-297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning Electron Microscope Observation of Carbon Nanotubes with Room Temperature Ionic Liquids: Effect of Their Hydrophilicities (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Hyono, S. Abe, K. Kawai, and T. Yonezawa
  • 雑誌名: J. Nanoscience and Nanotechnology 巻: 15 ページ: 9272-9274
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1166/jnn.2015.11409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Firm attachment of carboxylated multi-walled carbon nanotubes onto amino-functionalized glass surface through ionic interaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Konno, S. Abe, and T. Takada
  • 雑誌名: Tanso 巻: 266 ページ: 7-10
  • DOI: http://dx.doi.org/10.7209/tanso.2015.7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of different remaining dentin thickness on Micro-tensile bond strength of current adhesive systems (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ting, F. Pan, J. Fu , S. Kakuda, S. Hoshika, T. Ikeda, Y. Nakaoki, S. Abe, Y. Yohida and H. Sano
  • 雑誌名: Dental Material J. 巻: 34 ページ: 181-188
  • DOI: 10.4012/dmj.2014-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simple size-controlled preparation of micro-/nano-sized fullerene C60 particles using different chain-length diaminoalkane compounds (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mutoh, S. Abe, K. Nakayama, S. Yoshizawa, M. Nakamura, T. Kusaka, Y. Yoshida J. Iida, and T. Takada
  • 雑誌名: Nano Biomedicine 巻: 7 ページ: 87-92
  • DOI: 10.3390/atoms4010004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electroconductive pretreatment of several types of non-conductive wet biological samples for SEM using a room temperature ionic liquid: Simple and rapid conductive preparation (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mutoh, S. Abe, A. Hyono, H. Matsuura, K. Nakanishi, K. Kawai, M. Nakamura, S. Inoue, Y. Yoshida J. Iida, and T. Yonezawa
  • 雑誌名: Nano Biomedicine 巻: 7 ページ: 72-80
  • DOI: 10.3390/atoms4010004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Electronic States of Alkyl Radical Functionalized Fullerene (R-C60): Density Functional Theory (DFT) Study (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshizawa, S. Abe, T. Kusaka, M. Nakamura, Y. Yoshida, J. Iida and H. Tachikawa
  • 学会等名: ISPlasma 2016
  • 発表場所: Nagoya, JAPAN
  • 年月日: 2016-03-06 – 2016-03-10
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of size- and shape- controlled water-dispersible fullerene nanoparticles and their application in biological fields (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mutoh, S. Abe, S. Yoshizawa, K. Nakayama, T. Kiba, Y. Yoshida, J. Iida, T Takada
  • 学会等名: 第２５回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜, 横浜情報文化センター, 横浜市開港記念会館, 万国橋会議センター, 波止場会館, 産業貿易センタービル, 神奈川県民ホール, 横浜マリンタワー
  • 年月日: 2015-12-08 – 2015-12-10
• [学会発表] Effective controlled drug release system using phosphorylated pullulans (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Okihara, S. Abe, Y. Okajima, S. Kamenoue, D. Yamamoto, S. Takashiba, Y. Yoshida
  • 学会等名: NanoMED 2015
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 2015-11-23 – 2015-11-25
• [学会発表] Static and time lapse observation for estimation of biocompatibility of nano-sized ceramic particles (2015)
  • 著者名/発表者名: S Abe, N. Kiyama, S. Tsuchiya, T. Kiba, A. Murayama, Y. Yawaka, J. Iida, T. Yonezawa and Y. Yoshida
  • 学会等名: NanoMED 2015
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 2015-11-23 – 2015-11-25
• [学会発表] Cytocompatiblity of nano-sized ceramics particles on several cells (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, N. Iwadera, M. Mutoh, T. Katsurayama, S. Morimoto, K. Nakanishi, J. Iida, and Y. Yoshida
  • 学会等名: Boceramics 2015
  • 発表場所: Bali, INDNESIA
  • 年月日: 2015-10-26 – 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] セラミックスナノ粒子の細胞安全性の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第１回ナノバイオセラミックスによる細胞機能制御テクノロジー研究会
  • 発表場所: 長岡, アオーレ長岡
  • 年月日: 2015-08-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Interaction of Alkyl Radicals with Fullerene (C60): Density Functional Theory (DFT) Study (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Tsuchiya, N. Kiyama, S. Abe, T. Kiba, A. Murayama, J. Iida, and Y. Yoshida
  • 学会等名: Nano Korea 2015
  • 発表場所: Seoul, KOREA
  • 年月日: 2015-07-01 – 2015-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of surface-modified fullerene C60 microparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, M. Mutoh, K. Nakayama, K. Nakamura, T. Kusaka, Y. Yoshida, J. Iida, and T. Takada
  • 学会等名: Nano Korea 2015
  • 発表場所: Seoul, KOREA
  • 年月日: 2015-07-01 – 2015-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Interaction of Alkyl Radicals with Fullerene (C60): Density Functional Theory (DFT) Study (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, S. Kawano, Y. Toida, S. Inoue, H. Sano, Y. Yoshida, and H. Tachikawa
  • 学会等名: M & BE 2015
  • 発表場所: Tokyo, JAPAN
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-06-25
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: http://www.den.hokudai.ac.jp/contents/compendium/zairyou/