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2021 年度 実績報告書

超高アスペクト比ナノセルロースのネットワーク構造を活用した抗がん剤の効率的な送達

研究課題

研究課題/領域番号 19H02549
研究機関北海道大学

研究代表者

田島 健次  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00271643)

研究分担者 石田 竜弘  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (50325271)
安藤 英紀  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 特任助教 (00735524)
佐藤 敏文  北海道大学, 工学研究院, 教授 (80291235)
磯野 拓也  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70740075)
甲野 裕之  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 教授 (70455096)
藤田 彩華  苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (90782011)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード表面改質 / シランカップリング / グラフト化 / 開環重合 / 腹膜播種 / 副作用低減
研究実績の概要

ナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)の表面にカルボキシメチル(CM)基を導入できる反応条件を決定した。置換度の異なる試料4~7について、その0.1wt%水分散液の透過度を測定した。置換度の上昇により、その透過度は上昇し、置換度0.091(7)でNFBC透過度と比較して、13~17%上昇した。NFBCに簡便なCM化処理を行うことで、繊維凝集することなく、表面水酸基をイオン化し、その透過度を改善できることが明らかになった。
NFBC表層におけるエチレンジアミン四酢酸(EDTA)グラフト化を達成した。得られたED-NFBCはCu(II)に対して最大吸着量169.5 mg/gと、EDTAをグラフト化したパルプ(96.15 mg/g)や微結晶セルロース(17.9 mg/g)と比較して非常に高い吸着能を示した。本材料は希薄な重金属イオンを短時間で除去可能な材料として、排水処理や有用金属資源の回収などへの応用が期待できる。
NFBCをマクロ開始剤として無水コハク酸(SA)、ブチレンオキシド(BO)を開環重合することにより、これらの交互共重合体をグラフト化されたNFBCの調製に成功した。また、ポリブチレンサクシネート(PBS)への添加により、PBSにおける物性の改善が確認された。
これまでに、親水性CM-NFBCあるいは両親媒性HP-NFBCを用いた新規PTX製剤(PTX/CM-NFBCあるいはPTX/HP-NFBC)の開発を行い、胃がん腹膜播種モデルマウスに対して高い治療効果を発揮することを明らかにしてきた。新たに調製したカルボキシメチルキチンを分散剤として調製したCMCh-NFBCを用い、腹膜播種治療を目的としたPTX保持担体としての有用性を評価した。PTX/CMCh-NFBCはTaxol&#174よりも高い延命効果を示したが、PTX/HP-NFBCよりも低い効果であった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] CERMAV-CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CERMAV-CNRS
  • [雑誌論文] Reinforcing Poly(methyl methacrylate) with Bacterial Cellulose Nanofibers Chemically Modified with Methacryolyl Groups2022

    • 著者名/発表者名
      Kono Hiroyuki、Tsujisaki Haruto、Tajima Kenji
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12 ページ: 537~537

    • DOI

      10.3390/nano12030537

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving the mechanical properties of polycaprolactone using functionalized nanofibrillated bacterial cellulose with high dispersibility and long fiber length as a reinforcement material2022

    • 著者名/発表者名
      Hashim Hamidah binti、Emran Nur Aisyah Adlin binti、Isono Takuya、Katsuhara Satoshi、Ninoyu Hiroko、Matsushima Tokuo、Yamamoto Takuya、Borsali Redouane、Satoh Toshifumi、Tajima Kenji
    • 雑誌名

      Composites Part A: Applied Science and Manufacturing

      巻: 158 ページ: 106978~106978

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2022.106978

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Facile Post-Carboxymethylation of Cellulose Nanofiber Surfaces for Enhanced Water Dispersibility2021

    • 著者名/発表者名
      Kono Hiroyuki、Tsukamoto Eiki、Tajima Kenji
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 6 ページ: 34107~34114

    • DOI

      10.1021/acsomega.1c05603

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 物性の異なるナノフィブリル化バクテリアセルロースを用いた2021

    • 著者名/発表者名
      赤木俊介、安藤英紀、田島健次、清水太郎、異島優、松島得雄、草野貴友、石田竜弘
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
  • [学会発表] ナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)を利用した3次元細胞培養に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      安藤英紀、赤木俊介、田島健次、清水太郎、異島優、松島得雄、草野貴友、石田竜弘
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] ナノフィブリル化バクテリアセルロース(NFBC)を用いた3次元培養によるヒト肝がんHepG2細胞の機能変動評価2021

    • 著者名/発表者名
      赤木俊介、安藤英紀、田島健次、清水太郎、異島優、松島得雄、草野貴友、石田竜弘
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] ナノフィブリル化バクテリアセルロースの粘弾性特性2021

    • 著者名/発表者名
      辻崎晴人、山縣義文、宮本圭介、細川真明、瀬野修一郎、磯野拓也、山本拓矢、佐藤敏文、折原宏、田島健次
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] High mechanical strength nanocomposites by grafting of Polycaprolactone from Nanofibrillated bacterial cellulose2021

    • 著者名/発表者名
      HAMIDAHBINTI HASHIM1、NUR AISYAH ADLINBINTI EMRAN、勝原哲、二之湯寛子、磯野拓也、松島得雄、山本拓矢、佐藤敏文、田島健次
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] EDTA グラフト化セルロースナノファイバーの合成と金属吸着特性2021

    • 著者名/発表者名
      藤田彩華、木下七海、岸本亮太、甲野 裕之、松島得雄、田島健次
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] 表層改質ナノフィブリル化微生物セルロースの合成と樹脂との複合化2021

    • 著者名/発表者名
      辻崎晴人、宇野大輝、岸本亮太、甲野裕之、松島得雄、田島健次
    • 学会等名
      セルロース学会第28回年次大会
  • [学会発表] Surface modification of cellulose nanofiber using silane coupling agent for poly(methyl methacrylate) reinforcement.2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kono
    • 学会等名
      The 21st Chitose International Forum of Science and Technology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面物性の異なるナノフィブリル化バクテリアセルロースを用いたパクリタキセル製剤の開発と腹膜播種治療評価2021

    • 著者名/発表者名
      高田 正希、安藤 英紀、赤木 俊介、田島 健次、清水太郎、異島優、松島得雄、草野貴友、石田竜弘
    • 学会等名
      第60回日本薬学会中国四国支部学術大会
  • [学会発表] 表層疎水化微生物セルロースナノファイバーによる樹脂の高強度化2021

    • 著者名/発表者名
      甲野裕之
    • 学会等名
      令和3年度JST新技術説明会
  • [学会発表] ナノフィブリル化バクテリアセルロースの精密構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      辻崎晴人、山縣義文、 宮本圭介、細川真明、瀬野修一郎、磯野拓也、山本拓矢、佐藤敏文、折原宏、田島健次
    • 学会等名
      第56回高分子北海道支部研究発表会
  • [学会発表] Development of polyester grafted nanofibrillated bacterial cellulose with a super high aspect ratio as nanofillers and mechanical properties of its nanocomposites2021

    • 著者名/発表者名
      Hamidah binti Hashim, Nur Aisyah Adlin binti Emran, Satoshi Katsuhara, Hiroko Ninoyu, Xiaochao Xia, Takuya Isono, Takuya Yamamoto, Toshifumi Satoh, and Kenji Tajima
    • 学会等名
      第56回高分子北海道支部研究発表会

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公開日: 2022-12-28  

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