カーボンナノチューブを三次元スキャホールド及び表面修飾として用いた口腔組織の再建

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19390488
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 補綴理工系歯学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 横山 敦郎 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (20210627)
• 研究分担者: 赤坂 司 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (00360917) ; 佐藤 義倫 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (30374995) ; 山本 悟 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (10344524) ; 安田 元昭 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 准教授 (90239765) ; 東野 史裕 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 准教授 (50301891) ; 進藤 正信 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (20162802)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: カーボンナノチューブ / 三次元スキャホールド / 表面修飾 / 骨芽細胞 / コラーゲン

研究概要

カーボンナノチューブ(CNTs)を用いた顎骨再建を目的として、本研究ではハニカム構造を持つコラーゲンスポンジ表面にCNTsをコーティングし、細胞培養用三次元スキャホールドを開発した。CNTsコーティングにより、骨芽細胞のスキャホールドへの初期接着は促進され、特にスキャホールド深部での細胞の接着、伸展に有効であることが示された。また、CNTsコーティングスキャホールドを骨内に埋入したところ、良好な骨伝導性が認められたことから顎骨再生への応用の可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] 3D collagen scaffolds coated with multiwalled carbon nanotubes; Initial cell attachment to internal surface (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirata E, Uo M, Nodasaka Y, Takita H, Ushijima N, Akasaka T, Watari F, Yokoyama A
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res 93B ページ: 44-550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adhesion of human osteoblast-like cells (Saos-2) to carbon nanotube sheets. Carbon Nanotubes Deposited on Titanium Implant for Osteoblast Attachment. (2009)
  • 著者名/発表者名: Akasaka T, Yokoyama A, 他5名
  • 雑誌名: BMME 19 ページ: 147-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modification of the dentin surface by carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Bio-Medical Materials, Engineerin
  • 雑誌名: Akasaka T, Nakata K, Uo M, Watari F 19 ページ: 179-185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Material nanosizing effect on living organisms: non-specific, biointeractive, physical size effects (2009)
  • 著者名/発表者名: Watari F, Takashi N, Yokoyama A, 他6名
  • 雑誌名: Journal of The Royal Society Interface 6 ページ: 371-386
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-voltage and high-voltage TEM observations on MWCNTs of rat in vivo (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi N, Yokoyama A, 他3名
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering 19 ページ: 93-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a 3D collagen scaffold coated with multiwalled carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirata E, Uo M, Yokoyama A., 他3名
  • 雑誌名: J Biomed Mater Res 90B ページ: 629-634
  • 査読あり
• [雑誌論文] 顎骨再建を目的とした骨補填材開発の現状と展望 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横山敦郎
  • 雑誌名: 歯界月報 686 ページ: 102-107
• [雑誌論文] In vivo rat subcutaneous tissue response of binder-free multi-walled carbon nanotube blocks cross-linked by de-fluorination (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Yokoyama A, Kasai T, その他8名
  • 雑誌名: Carbon 46 ページ: 927-1934
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution electron microscopy of multi-walled carbon nanotubes in the subcutaneous tissue of rats (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi N, Watari F, Yokoyama. A
  • 雑誌名: Electron Microsc 57 ページ: 159-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characteristics of a binderless carbon nanotube monolith and its biocompatibility (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang, W., Yokoyama, A, その他6名
  • 雑誌名: Materials Science & Engineering C 28 ページ: 1082-1086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Behavior of in vitro, in vivo and internal motion of micro/nano particles of titanium, titanium oxides and others (2008)
  • 著者名/発表者名: Watari F, Abe S, Koyama C, Yokoyama A, Akasaka T, 他4名
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 116 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon Nanotubes Deposited on Titanium Implant for Osteoblast Attachment (2007)
  • 著者名/発表者名: Aoki, N., Yokoyama, A., Nodasaka, Y., 他5名
  • 雑誌名: Journal of Bionanoscience 1 ページ: 14-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical properties and biological behavior of carbon nanotube/polycarbosilane composites for implant materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Wang, W., Watari, F., Yokoyama, A., 他6名
  • 雑誌名: Biomed Mater Res B 82B ページ: 223-230
  • 査読あり
• [学会発表] 多層カーボンナノチューブをコートした3次元培養単体の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平田恵理、横山敦郎, 他
  • 学会等名: バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] 多層カーボンナノチューブをコートした3次元培養担体内部への細胞付着機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平田恵理、横山敦郎, 他
  • 学会等名: 第一回ナノバイオメデイカル学会
  • 発表場所: 北海道大学歯学部札幌
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] カーボンナノホーンを用いた骨形成-GBR法への応用- (2009)
  • 著者名/発表者名: 笠井孝夫、横山敦郎, 他
  • 学会等名: 第118回日本補綴歯科学会
  • 発表場所: 京都国際会議場京都
  • 年月日: 2009-06-06
• [学会発表] CNTコートした3次元スキャホールド内部での細胞付着および増殖性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平田恵理、横山敦郎, 他
  • 学会等名: 第53回歯科理工学会
  • 発表場所: タワーホール船堀東京
  • 年月日: 2009-04-10
• [学会発表] カーボンナノ物質に対する組織反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横山敦郎
  • 学会等名: 資源・素材学会
  • 発表場所: 千葉工業大学千葉
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 3D scaffold with carbon nanotube coated collagen sponge (2008)
  • 著者名/発表者名: Hirata E, Uo M, Akasaka T, Yokoyama A
  • 学会等名: 86th General Session & Exibition of the IADR
  • 発表場所: Toronto Canada
  • 年月日: 2008-06-14
• [学会発表] 文夫カーボンナノチューブコートしたコラーゲンスポンジの3次元培養担体への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 平田恵理, 宇尾基弘, 横山敦郎, 亘理
  • 学会等名: 第51回日本歯科理工学会
  • 発表場所: タワーホール船堀東京
  • 年月日: 2008-04-17
• [学会発表] Biocompatibility of Carbon Nanotubes in the subcutaneous tissue (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirata E, Yokoyama A., et al
  • 学会等名: The 33th Fullerene-Nanotubes General Symposium
  • 発表場所: Fukuoka Centennial Hall Kyushu University School of Medicine, Fukuoka
  • 年月日: 2007-06-12