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2019 年度 実績報告書

超早期がん診断・治療を革新する光応答メソ多孔質構造アパタイトナノ粒子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04954
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

多賀谷 基博  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20621593)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードナノバイオセラミックス / セラノスティクス粒子 / ナノ多孔質構造 / ナノ多孔質水酸アパタイト / 層状リン酸八カルシウムの光機能化 / 希土類イオン含有リン酸カルシウム化合物 / バイオイメージング素材 / ナノバイオ材料
研究実績の概要

微小腫瘍を細胞レベルで非侵襲に検出して治療する技術が必要である。そこで,本研究では,蛍光内視鏡を用いて生体内のがん細胞を非侵襲・高感度に検出して死滅させる目的で,生体親和性と発光特性に優れたメゾ多孔質バイオセラミックナノ粒子を新規に創製し,分子修飾技術を駆使し,細胞レベルで腫瘍部位を可視化する技術へ応用するものである。
当該年度においては,平成29年度と令和元年度に創製したナノ粒子の細孔内へ抗がん剤を担持し,本研究で見出した知見「ナノ粒子の超早期がん細胞への選択的取込」を活かし,がん細胞内のみで光誘起薬剤放出によって死滅・根治させる技術を開発する。先ず,抗がん剤 (パクリタキセル,イソプロフェン) を坦持したナノ粒子を用い,抗がん剤の光誘起放出技術を実現する。その方法は,光 (波長420 nm) 照射により分子内開裂して電荷が正から負へ変化する光応答分子 (PM) を用いて行った。具体的に,申請者等が合成した金ナノ粒子の表面へチオール基を介してPMを修飾してPM金ナノ粒子を得て光誘起放出開始時間を決定した。次いで,ナノ粒子のメソ細孔口をPM金ナノ粒子によって封止複合化して光照射によりメソ細孔口を開けて抗がん剤を放出させて徐放性能を見出した。以上によって,超早期がん細胞に対する非侵襲治療を実現した。つまり,「生体安全性」と「がん細胞への選択的な治療特性」が確認され,蛍光内視鏡によって高感度に微小がん部位を治療できる可能性を見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Nanostructured Silica/Hydroxyapatite Hybrid Particles Containing Amphiphilic Triblock Copolymer for Effectively Controlling Hydration Layer Structures with Cytocompatibility.2020

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamada, Satoshi Motozuka, Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 8 ページ: 1524-1537

    • DOI

      10.1039/C9TB02534K

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly-luminescent Hydroxyapatite Nanoparticles Hybridized with Citric Acid for Their Bifunctional Cell-labeling and Cytostatic Suppression Properties.2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kataoka, Sadaki Samitsu, Mitsuhiro Okuda, Daisuke Kawagoe, Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: 3 ページ: 241-256

    • DOI

      10.1021/acsanm.9b01933

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design of Hydroxyapatite-Based Multifunctional Nanoparticles for Cell Labelling and Cell Growth Inhibition.2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Kataoka, Kota Shiba, Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Regenerative Medicine Frontiers

      巻: 2 ページ: 1-27

    • DOI

      10.20900/rmf20200001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interfacial Effect of Hydration Structures of Hydroxyapatite Nanoparticle Films on Protein Adsorption and Cell Adhesion States.2019

    • 著者名/発表者名
      Tania Guadalupe Penaflor Galindo, Motohiro Tagaya,
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: 2 ページ: 5559-5567

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2019.05.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-functionalization of mesoporous silica films for effective osteoblast-like cell culture2019

    • 著者名/発表者名
      Yadong Chai, Shota Yamada, Kouhei Kobayashi, Kouta Hasegawa, Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Microporous & Mesoporous Materials

      巻: 286 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.micromeso.2019.05.031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of Two Fabrication Processes for Biomimetic Collagen/Hydroxyapatite Hybrids2019

    • 著者名/発表者名
      Yadong Chai, Mitsuhiro Okuda, Yuichi Otsuka, Kiyoshi Ohnuma, Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 30 ページ: 1419-1423

    • DOI

      10.1016/j.apt.2019.04.012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of nanoporous titania-supported methylene blue molecules for efficient singlet oxygen generation under red light exposure2019

    • 著者名/発表者名
      Iori Yamada; Ryota Ikeda; Shinya Nagata; Masaya Kakuta; Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Colloids and Interface Science Communications

      巻: 30 ページ: 100185/1-5

    • DOI

      10.1016/j.colcom.2019.100185

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immobilization of 2,2’-bipyridine-5,5’-dicarboxylic acid in layered octacalcium phosphate2019

    • 著者名/発表者名
      Iori Yamada; Motohiro Tagaya
    • 雑誌名

      Colloids and Interface Science Communications

      巻: 30 ページ: 100182/1-4

    • DOI

      10.1016/j.colcom.2019.100182

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生体鉱化作用を模倣したリン酸カルシウムと異種素材のナノ複合体の創製2019

    • 著者名/発表者名
      山田 翔太、山田 伊織、多賀谷 基博、林 育生、坂口 佳充
    • 雑誌名

      NanotechJapan Bulletin

      巻: 12 ページ: 1-7

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 骨再生を促すリン酸カルシウムとシリカから成る多孔性粒子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      山田翔太、山田伊織、多賀谷基博
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 64 ページ: 57-64

  • [学会発表] 水酸アパタイトナノ粒子膜表面における水和状態が吸着タンパク質二次構造へ与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      ペナフロア ガリンド タニア グアダルーペ、 山田 翔太、多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] コハク酸を含有する層状Eu(Ⅲ)イオンドープリン酸八カルシウムの合成と擬似体液中での層間機能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      山田 伊織、多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] マイクロ流路を用いた水酸アパタイト/メチレンブルー複合ナノ粒子の合成と光反応性の評価2020

    • 著者名/発表者名
      池田 遼太、片岡 卓也、山田 伊織、多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] クエン酸含有ハイドロキシアパタイト粒子分散液の調製と透明膜形成への展2020

    • 著者名/発表者名
      劉 自振、片岡 卓也、川越 大輔、多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] がん細胞の標識と増殖抑制を両立する発光性アパタイトナノ粒子の創製2020

    • 著者名/発表者名
      片岡 卓也、多賀谷 基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
  • [学会発表] Preparation of Nanoporous Silica/Hydroxyapatite Hybrid Particles for Ef fectively Controlling Protein-interactions2019

    • 著者名/発表者名
      Shota Yamada; Tania Guadalupe Penaflor Galindo; Motohiro Tagaya
    • 学会等名
      The 11th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 国際学会
  • [学会発表] シリカメゾ構造体膜の配向性へ及ぼす基板ラビング処理プロセスの効果2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川 滉太、柴 亜東、山田 翔太、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第26回 材料科学若手研究者討論会
  • [学会発表] 発光性ナノポーラスチタニア粒子の合成と薬物担持能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      永田 真也、片岡 卓也、柴 弘太、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第26回 材料科学若手研究者討論会
  • [学会発表] リン含有シリカメソ構造体膜の調製とその水和特性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      小橋 孝葵、山田 翔太、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第26回 材料科学若手研究者討論会
  • [学会発表] マイクロ流路を用いた水酸アパタイトナノ粒子へのメチレンブルー複合化技術の開発2019

    • 著者名/発表者名
      池田 遼太、片岡 卓也、山田 伊織、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第8回日本バイオマテリアル学会北陸信越地区ブロック若手研究発表会
  • [学会発表] クエン酸含有Eu(III)イオンドープ水酸アパタイトの合成温度と発光特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      橋本 拓実、片岡 卓也、本塚 智、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第8回日本バイオマテリアル学会北陸信越地区ブロック若手研究発表会
  • [学会発表] クエン酸含有ハイドロキシアパタイト粒子分散液の調製と透明膜形成技術への展開2019

    • 著者名/発表者名
      劉 自振、片岡 卓也、川越 大輔、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第8回日本バイオマテリアル学会北陸信越地区ブロック若手研究発表会
  • [学会発表] 水酸アパタイト-アミノ酸錯体の可視光照射における抗菌性増強機構2019

    • 著者名/発表者名
      大塚 雄市、モラクン サリタ、大沼 清、多賀谷 基博、宮下 幸雄、武藤 睦治
    • 学会等名
      第41回日本バイオマテリアル学会大会
  • [学会発表] 層状リン酸八カルシウムへのEu(III)イオン置換とコハク酸修飾の両立2019

    • 著者名/発表者名
      山田 伊織,多賀谷 基博
    • 学会等名
      第28回無機リン化学討論会
  • [学会発表] 配向性コラーゲン/水酸アパタイト複合ナノ構造膜の創製2019

    • 著者名/発表者名
      柴 亜東、多賀谷 基博
    • 学会等名
      第28回無機リン化学討論会
  • [備考] 国立大学法人 長岡技術科学大学 研究者詳細

    • URL

      https://souran.nagaokaut.ac.jp/view?l=ja&u=100000181

  • [備考] 国立大学法人 長岡技術科学大学 ナノバイオ材料研究室(多賀谷基博研究室) ホームページ

    • URL

      http://mst.nagaokaut.ac.jp/nanobio/

  • [備考] 夢ナビライブ2018(生体鉱物によって創製する医療用素材とは)

    • URL

      https://talk.yumenavi.info/archives/2301?site=m

  • [産業財産権] ユーロピウム化合物の結晶体及びユーロピウム化合物の結晶体の製造方法2020

    • 発明者名
      犬井正彦、茶谷直、多賀谷基博、片岡卓也、本塚智
    • 権利者名
      犬井正彦、茶谷直、多賀谷基博、片岡卓也、本塚智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-046604
  • [産業財産権] ケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体、発光ナノ粒子、細胞の検出方法、動物の治療方法、医療装置、及びケイ酸塩系基材と希土類化合物との複合体の製造方法2020

    • 発明者名
      犬井正彦、茶谷直、多賀谷基博、片岡卓也、本塚智
    • 権利者名
      犬井正彦、茶谷直、多賀谷基博、片岡卓也、本塚智
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2020-046605

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公開日: 2021-01-27  

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