親水性ナノカーボンの作成とその生体適合性・体内動態の検討

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19791419
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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: 阿部 薫明 北海道大学, 大学院歯学研究科, 助教 (40374566)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 生体適合性 / 体内動態 / カーボンナノチューブ / ・マイクロ / ナノ粒子

研究概要

本研究では、フラーレンやカーボンナノチューブ(以下、CNT)など炭素系ナノ微粒子の生体適合性検討の為、上記素材の親水化、体内での循環・滞留・排泄(体内動態)の可視化・追跡を試みた。化学的表面修飾により、生体へと投与可能なCNT分散液を作成し、この分散液をマウスへと投与、経過観察を行った。電子顕微鏡観察から各臓器へのCNTの到達が確認された。また体内動態可視化法の検討の為、走査型蛍光X線分析顕微鏡、核磁気共鳴撮像(MRI)法などを用いて無機粒子の体内動態の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Time-dependence and visualization of TiO2 and Pt particle biodistribution in mice (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, M. Uo, T. Akasaka, Y. Kuboki and F. Watari
  • 雑誌名: J. Nanoscience Nanotechnology 9 ページ: 4988-4991
  • 査読あり
• [雑誌論文] A DFT and MD study on the interaction of carbon nano-materials with metal ions (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, F. Watari, T. Takada and H. Tachikawa
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 505 ページ: 51-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Internal distribution of several inorganic microparticles in mice (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, and F. Watari
  • 雑誌名: Internal distribution of several inorganic microparticles in mice 396-398 ページ: 539-542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a multiwalled carbon nanotube coated collagen dish (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Terada, S. Abe, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kitagawa, and F. Watari
  • 雑誌名: Dental Material J. 28 ページ: 82-88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maturation of osteoblast-like SaoS2 induced by carbon nanotubes (2009)
  • 著者名/発表者名: X. Li, H. Gao, M. Uo, Y. Sato, T. Akasaka, S. Abe, Q. Feng, F. Cui, and F. Watari
  • 雑誌名: Biomedical Materials 4 ページ: 15005-15012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of invasion into the body and internal diffusion of nanoparticles (2009)
  • 著者名/発表者名: F. Watari, S. Abe, I..Rosca, A. Yokoyama, M. Uo, T. Akasaka, N..Takashi, Y. Totsuka, E..Hirata, M. Matsuoka, K..Ishikawa, S..Itoh and Y..Yawaka
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 396-398 ページ: 569-572
  • 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: F. Watari, N. Takashi, A. Yokoyama, M. Uo, T. Akasaka, Y. Sato, S. Abe, Y. Totsuka, K Tohji
  • 雑誌名: J. Royal Society Interface 6 ページ: S371-388
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ab-initio calculations on the structures and electronic states of dimethylsulfide-water clusters (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, T. Fukuzumi, and H. Tachikawa
  • 雑誌名: Synth. React. Inorg. Met.-Org. Nano-Metal Chem 38 ページ: 105-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] H. Nakagawa, M. Ohira, S. Hayashi, S. Abe, S. Saito, N. Nagahori, K. Monde, Y. Shinohara, N. Fujitani, H. Kondo, S. Akiyama, A. Nakagawara, and S. Nishimura (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakagawa, M. Ohira, S. Hayashi, S. Abe, S. Saito, N. Nagahori, K. Monde, Y. Shinohara, N. Fujitani, H. Kondo, S. Akiyama, A. Nakagawara, and S. Nishimura
  • 雑誌名: Cancer Letters 270 ページ: 296-301
  • 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: F. Watari, S. Abe, C. Koyama, A. Yokoyama, T. Akasaka, M. Uo, M. Matsuoka, Y. Totsuka, M. Esaki, M. Morita, and T. Yonezawa
  • 雑誌名: J. Ceram. Soc. Jpn 116 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] XAFS analysis of Ti and Ni dissolution from pure Ti, Ni-Ti alloy, and SUS304 in soft tissues (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Uo, K. Asakura, K. Tamura, Y. Totsuka, S. Abe, T. Akasaka, and F. Watari
  • 雑誌名: Chemistry Letters 37 ページ: 958-959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Internal diffusion of micro/nanoparticles inside body (2008)
  • 著者名/発表者名: F. Watari, S. Abe, K. Tamura, M. Uo, A. Yokoyama, and Y. Totsuka
  • 雑誌名: Key Engineeing Materials 361-363 ページ: 95-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction dynamics following electron capture of chlorofluorocarbon adsorbed on water cluster: A direct density functional theory molecular dynamics study (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tachikawa and S. Abe
  • 雑誌名: J. Chem. Phys 126 ページ: 194310-194319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biodistribution imaging of magnetic nanoparticles in mice compared with X-ray scanning analytical microscopy and Magnetic Resonance imaging
  • 著者名/発表者名: S. Abe, I. Kida, M. Esaki, T. Akasaka, M. Uo, Y. Sato, B. Jeyadevan, Y. Kuboki, M. Morita, K.Tohji, and F. Watari
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo internal diffusion of several inorganic microparticles through an oral administration
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, M. Esaki, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, M. Morita, and F. Watari
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiwalled carbon nanotube coating on titanium
  • 著者名/発表者名: M. Terada, S. Abe, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kitagawa, and F. Watari
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adhesion of human osteoblast-like cells (Saos-2) to carbon nanotube sheets
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka, A. Yokoyama, M. Matsuoka, T. Hashimoto, S. Abe, M. Uo and F. Watari
  • 雑誌名: Bio-Medical Materials and Engineering in press
  • 査読あり
• [学会発表] A direct study on graphene-water interaction system (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Nagoya, F. Watari and H. Tachikawa
  • 学会等名: 5th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
  • 発表場所: Miyazaki
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 成層圏での氷上にトラップされたフロン化合物の光分解メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、亘理文夫、田地川浩人
  • 学会等名: 北海道支部2009年冬季研究発表会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-02-03
• [学会発表] 人工酵素モデルを用いた石灰化反応の制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林大輔、阿部薫明、石田智毅、大和谷恵実、赤坂司、宇尾基弘、亘理文夫、高田知哉
  • 学会等名: 第21回代用臓器・再生医学研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-01-31
• [学会発表] A DFT and MD study on the evaporation dinamics of water molecules on carbon nano-materials (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, Y. Nagoya, F. Watari and H. Tachikawa
  • 学会等名: 8th International Conference on Nano-Molecular Electronics
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2008-12-16
• [学会発表] Internal distribution behavior of inorganic particles in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, T. Yonezawa, C. Koyama, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, and F. Watari
  • 学会等名: 21st International symposium of microprocesses and nanotechnology
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Biodistribution of several inorganic micro/nano particles in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, and F. Watari
  • 学会等名: 21st International Symposium on Ceramics in Medicine (Bioceramics21)
  • 発表場所: Buzios
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] ナノカーボン物質と磁性金属イオン(Mn2+)との相互作用に関する理論的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、亘理文夫、高田知哉、田地川浩人
  • 学会等名: 平成20年度第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] バイオミメティクポリマーによる石灰化反応の制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石田智毅、阿部薫明、赤坂司、宇尾基弘、亘理文夫
  • 学会等名: 平成20年度秋期第52回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] マウス体内での投与粒子の分布・拡散挙動の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、赤坂司、宇尾基弘、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 平成20年度日本歯科理工学会北海道・東北支部夏期セミナー
  • 発表場所: 千歳
  • 年月日: 2008-08-24
• [学会発表] A DFT and MD study on the interaction of carbon nano-materials with metal ions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, F. Watari and H. Tachikawa
  • 学会等名: International Symposium on Multi-scale Simulationsof Biological and Soft Materials
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-06-19
• [学会発表] Distribution imaging of mangetic particles in mice compared with magnetic resonance imaging and X-ray scanning analytical microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Esaki, S. Abe, T. Akasaka, M. Uo, T. Hosono, Y. Sato, B. Jeyadevan, Y. Kuboki, M. Morita, K. Tohji, and F. Watari
  • 学会等名: International Symposium on "Nanotoxicology Assessment and Biomedical Application of Fine Particles and Nanotubes
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-06-17
• [学会発表] Imaging of biodistribution of organic- / inorganic- particles in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, and F. Watari
  • 学会等名: International Symposium on "Nanotoxicology Assessment and Biomedical Application of Fine Particles and Nanotubes
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-06-16
• [学会発表] Determination of administered organic/inorganic particles in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, M. Esaki, I. Kida, I. Rosca, T. Akasaka, M. Uo, M. Morita, Y. Sato, B. Jeyadevan, Y. Kuboki, K. Tohji, F. Watari
  • 学会等名: 8th World Biomaterial Congress 2008
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 2008-05-31
• [学会発表] 有機・無機マイクロ粒子の生体内での分布状態の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、江崎光恵、Iosif Rosca、赤坂司、宇尾基弘、森田学、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 平成20年度春期第51回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2008-05-21
• [学会発表] 各種マイクロ・ナノ粒子の生体内での分布状態の追跡とその可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、江崎光恵、赤坂司、宇尾基弘、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 平成20年度春期第51回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-04-27
• [学会発表] マウス体内での有機・無機粒子の体内循環挙動の追跡 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、江崎光恵、Iosif Danel Rosca、赤坂司、宇尾基弘、森田学、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 第20回代用臓器・再生医学研究会
  • 発表場所: 北海道大学・札幌
  • 年月日: 2008-02-02
• [学会発表] カーボンナノ材料と金属イオン(Mn2+)との相互作用に関する理論的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、亘理文夫、田地川浩人
  • 学会等名: 北海道支部2008年冬季研究発表会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-01-30
• [学会発表] (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、江崎光恵、I. D. Rosca、赤坂司、宇尾基弘、森田学、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 第5回「ナノトキシコロジーアセスと微粒子・ナノチューブのバイオ応用」研究会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-12-18
• [学会発表] 有機・無機微粒子の体内動態イメージング法の検討、各種マイクロ・ナノ粒子の生体内での分布状態の追跡とその可視 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、I. D. Rosca、赤坂司、宇尾基弘、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 第29回日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 吹田
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] 、Determination of administered magnetite nanoparticles in mice: Magnetic resonance imaging and X-ray scanning electronic microscope (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Esaki, Shigeaki Abe, I. Kida, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, F. Watari
  • 学会等名: Determination of administered magnetite nanoparticles in mice: Magnetic resonance imaging and X-ray scanning electronic microscope
  • 発表場所: Bangkok
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] 、Visualization of distribution of inorganic micro/nano particles in mice using X-ray scanning electronic microscope (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, C. Koyama, T. Akasaka, M. Uo, Y. Kuboki, F. Watari
  • 学会等名: International Dental Materials Congress 2007
  • 発表場所: Imperial Queen's Hotel・Bangkok
  • 年月日: 2007-11-24
• [学会発表] マウスに投与したマイクロ・ナノ微粒子の体内動態の可視化法の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、小山千佳、I. D. Rosca、赤坂司、宇尾基弘、古月文志、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 第4回「ナノトキシコロジーアセスと微粒子・ナノチューブのバイオ応用」研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-08-01
• [学会発表] 各種金属微粒子の体内動態のイメージング (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿部薫明、赤坂司、宇尾基弘、久保木芳徳、亘理文夫
  • 学会等名: 平成19年度春期第49回日本歯科理工学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-05-13