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2020 年度 研究成果報告書

細胞応答を操作する機能性ガラス材料の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 18K12075
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード生体材料 / ガラス / 無機イオン / 細胞 / 免疫 / 骨形成
研究成果の概要

本研究課題の目標は、無機イオンによる細胞への活性化効果を最大限に活かすべく、ガラスを活用した材料組成設計と申請者らの独自の技術による形状設計を組合せることで、新しい生体材料を開発することである。7種の無機イオンを用いて検討したところ、マクロファージはイオンに対しその種類および濃度に依存した特異な応答を示した。また、このことが共存する間葉系幹細胞による骨形成にまで影響を及ぼす可能性も見出した。一方で、任意のイオンを含有するゾルゲルガラスの繊維構造体の作製にも成功した。細胞に対するイオンの効果を積極的に活用することが可能な生体活性ガラス材料として期待できる。

自由記述の分野

材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨などの硬組織を再建する材料として、ケイ酸塩やリン酸塩などのガラス材料が有用と期待されている。これまでは、骨形成を担う細胞(骨芽細胞など)に対するこれら材料、および材料から溶出する無機イオンの影響について研究が進められてきた。しかし、細胞の機能発現に大きく影響を及ぼす免疫系細胞に対する影響はほとんど皆無であった。よって本研究課題で得た成果は、免疫系をも考慮した新規材料の設計指針を提供すると考える。また、ガラス材料の多くは柔軟性や成形性に乏しいため、優れた操作性を兼ね揃えた材料が求められていた。本研究課題で作製に成功した綿状の繊維構造体は新しいタイプの生体活性材料として有用と期待される。

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公開日: 2022-01-27  

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