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2019 年度 実施状況報告書

カーボンナノチューブによる末梢神経再生促進効果の解明と新たな人工神経開発への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K18467
研究機関広島大学

研究代表者

兒玉 祥  広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (40806478)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード人工神経管 / カーボンナノチューブ / 末梢神経 / 神経再生
研究実績の概要

今年度は、カーボンナノチューブ(CNT)の生体内での神経再生効果を中心に研究した。今年度の補助金は、主に上記研究を遂行するために必要な電気生理学的検査機器の購入に充てられた。
研究①:カーボンナノチューブの生体内での神経再生効果の解明
ラット坐骨神経欠損モデル(欠損15mm)に対し、CNTより作成した撚糸cYarnを充填した内腔1.5mm長さ17mmのシリコンチューブを移植し、シリコンチューブ内に占めるCNT糸の密度により5つの実験群(C0:0%, CN2:2%, CN5:5%, CN10:10%, CN35:35%, N=7)を作成した.術後8週にて神経再生効果を電気生理学、組織学的に評価したところ、筋電図ではCN2群の5匹,CN5群の6匹,CN10群の3匹で電位が観察されたが,C0,CN35群では電位を認めなかった.筋湿重量はCN2,5群でC0群と比較して有意に増加していた.H-E染色による組織学的評価ではC0群では有意な組織形成を認めず,CN2,5,10群では欠損部が再生組織によって架橋されていた.またNeurofilament染色では軸索がcYarnに沿って伸長し, Neurofilamentの単位面積当たりの密度の末梢/中枢比を算出したところ,C0:0%, CN2:61.8±11.3%, CN5:87.7±18.1%, CN10:47.2±14.7%, CN35:0%であり,5%群で最も高率に軸索再生されていた .以上の結果よりCNTが足場として末梢神経の再生を効率的に促すことが分かった。
本研究の成果は国内および国際学会にて学会発表報告した。
研究②カーボンナノチューブを用いた導管状人工神経の神経再生効果
上述のcYarnを編み込み内腔1.5㎜の人工神経管を作成、既存の人工神経管、自家神経移植とその神経再生効果を比較する。現在予備研究段階であり,今後結果を発表していく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究①においてはおおむね仮説に沿った研究結果が得られた。研究②においては現在組成の異なる数種類の導管状人工神経を作成しその神経再生効果を検討している。

今後の研究の推進方策

研究①においては、CNTに末梢神経を再生する一定の効果があることが証明された。本研究結果を持って、学術論文作成中である。
現在研究②を中心に遂行し、CNTを用いた導管状人工神経の組成とその神経再生効果について検討引き続き進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

適正な執行を行い,次年度使用額として端数が生じた。次年度予算と合わせ,消耗品に充てていく予定である

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [学会発表] Carbon nanotube yarn for bridghing peripheral nerve defect2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 祥
    • 学会等名
      Orthopaedic Research society 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon nanotube yarn for bridghing peripheral nerve defect2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 祥
    • 学会等名
      74th Annual meeting of Americansociety for surgery of the hand
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンナノチューブはラット坐骨神経欠損での神経再生を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 祥
    • 学会等名
      第34回日本整形外科学会基礎学術集会
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンナノチューブを用いた新たな人工神経管の開発2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 祥
    • 学会等名
      第46回日本マイクロサージャリー学会学術集会
    • 国際学会
  • [学会発表] Carbon nanotube yarn for bridghing peripheral nerve defect2019

    • 著者名/発表者名
      兒玉 祥
    • 学会等名
      Annual internatoinal meeting of Korian society for surgery of the hand
    • 招待講演
  • [産業財産権] Yarns in Tubes especially for BioScaffold2019

    • 発明者名
      Akira Kodama, Masakazu Ishikawa
    • 権利者名
      Akira Kodama, Masakazu Ishikawa
    • 産業財産権種類
      実用新案
    • 産業財産権番号
      PCT/US2019/022515
    • 外国

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公開日: 2021-12-27  

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