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2021 年度 実績報告書

細胞応答へ寄与するケイ素化合物構造特定への挑戦と新規再生足場材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 19H04471
研究機関九州工業大学

研究代表者

城崎 由紀  九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)

研究分担者 早川 聡  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (20263618)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードキトサン / ケイ素化合物 / 神経細胞 / ヒドロゲル
研究実績の概要

本研究の目的は,生体必須微量元素であるケイ素の重合構造に着目し,ケイ素化合物が組織再生に及ぼす影響を体系化し,材料設計に有効利用することである。令和3年度は,(1)異なる構造を有するアルコキシシランとキトサンからなる複合体からの溶出物の構造と神経細胞の応答性の関係を明らかにする。(2)得られた結果をもとに,応用組織にあったケイ素化合物を選択し,ヒドロゲル,あるいは薄膜を作製する。ことを目的とし,実験を進めた。前年度に引き続き,キトサンと3-グリシドキシトリエトキシシラン(エポキシ基),3-グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン(エポキシ基),テトラエトキシシランとの複合体を作製し,それらから得られた抽出溶液を用いた。オルトケイ酸の単量体が含まれている培地中では,神経細胞の増殖は抑制されず,シランカップリング剤由来の単量体が含まれる場合には抑制された。細胞内ケイ素量は変化しなかったが,培地中のケイ素濃度は系によっては減少した。よって,シランカップリング剤由来のケイ素化学種は神経細胞表面へ吸着し,神経細胞の増殖を抑制していると予想される。アルデヒドを有機官能基として有するシランカップリング剤での検討も行ったが,グルタルアルデヒドを用いた場合と比較すると毒性はほぼ示さなかった。エポキシ基を含むシランカップリング剤とキトサンナノファイバーを組み合わせた薄膜は前年度神経細胞の接着が観察されなかったので,神経成長因子の担持を試みた。脱水縮合剤を用いて神経成長因子を薄膜表面に担持できることは確認できた。アルデヒドを含むシランカップリング剤を用いて作製したヒドロゲルは,低温で容易にゲル化し,形成したゲルは培地中でも安定にその形状を保った。さらに,その表面で神経細胞を培養すると良好な接着・増殖が観察された。

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

    (4件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] トリノ大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      トリノ大学
  • [雑誌論文] Effects of the silicon-containing chemical species dissolved from chitosan-siloxane hybrids on nerve cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kosei Hattori, Satoshi Hayakawa, Yuki Shirosaki
    • 雑誌名

      Journal of Sol-Gel Science and Technology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s10971-022-05814-z

    • 査読あり
  • [学会発表] キトサン-シロキサン複合体分解物のケイ素周囲構造による神経細胞増殖性への影響2021

    • 著者名/発表者名
      服部晃世,城﨑由紀,早川聡
    • 学会等名
      日本ゾルーゲル学会第19回討論会
  • [学会発表] The nerve cell activity associated with the different structure surrounding silicon in the compounds released from chitosan-siloxane hybrids2021

    • 著者名/発表者名
      Kosei Hattori,Yuki Shirosaki,Satoshi Hayakawa
    • 学会等名
      The 43rd Annual meeting of the Japanese Society for Biomaterials and The 8th Asian Biomaterials Congress
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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