| 研究課題/領域番号 |
20K21669
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
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| 研究分担者 |
小川 徹 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (50372321)
洪 光 東北大学, 歯学研究科, 教授 (70363083)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 義歯床用材料 / 生体材料 |
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| 研究実績の概要 |
高強度，軽量で，生体安全性・親和性も高く，環境負荷の少ない次世代のバイオマス素材として注目を集めているセルロース・ナノ・ファイバー（CNF）に着目し，その特徴を最大限に発揮するCNF100％素材を開発し，その生体応用を最終目的とする．
CNFは低濃度水分散体として得られるため，CNF成形体を作成する上では脱水が鍵であり，脱水条件，脱水時添加物（リン酸三カルシウム、メタノール）の影響等の検討，CNF解繊度の検討を行い，現在，義歯床用アクリルレジンの約2.5倍の曲げ強度を示すCNF100%成形体の作成が可能である．しかしながら加圧脱水法では成形時間，均質化，さらにCNFの疎水化処理に課題を残している．また、生体材料としての応用を考慮すると生体安全性に関する検討も必要である．そこで本研究では，水中でも安定なCNF100%バルク体の効率的な製作方法を探索するため，疎水化の検討，加圧脱水法の検討，高温高圧水場でのCNF再溶解・再析出によるCNFバルク体の製作の検討を行う．また加えて，作製されたバルク体の材料学的評価，加工性評価，さらには細胞や実験動物を用いた生体安全性に関する検討を行う．
まずは生体内のCNFの表面性状およびCNFに細胞が接着するかについて検討を行う．つまりin vitroでの100%CNFの表面性状や生体親和性の評価，EDXによる元素分析など生体材料としてのCNFの有用性・可能性についての検討を行い，これらの結果をもとに，in vivo動物実験へと計画している．
CNFは，既存のアクリリックレジンに代わり得るものであり，また生体材料としての可能性も見込まれ，さらには資源・環境を考慮した新時代の加工材料となり，社会を大きく変革するものである．
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| 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
今年度は、生体内での使用を目的とする検討として、物性試験および細胞を用いた試験を試みた。具体的には、CNFの表面粗さ、表面ぬれ性、SEM観察での細胞接着性や細胞骨格の表面性状評価と、マウス頭蓋冠由来の骨芽細胞様細胞およびヒト歯肉由来の線維芽細胞を播種したCNFに対してCCK-8kitを用いた細胞増殖率測定やSEM観察を行った。さらに、線維芽細胞を用いた毒性試験や、ラットへの埋植試験、スラリー状CNFを投与した感作性試験などによる生体安全性試験を進行中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、現在進行中の線維芽細胞を用いた毒性試験や、ラットを用いた埋植試験、感作性試験のデータ取得を進めていく。これらのin vitroおよびin vivoにおいて、これまで蓄積した試験結果を元に、100%CNFの生体材料としての有用性や可能性について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
次年度使用額は、当初計画していた今年度の実験が効率的に進行したことに伴い発生した未使用額であり、R4年度の研究遂行により使用する予定である。
（使用計画）
R4年度は，現在進行中の線維芽細胞を用いた毒性試験や、ラットを用いた埋植試験、感作性試験のデータ取得を進め、これらのin vitroおよびin vivoの研究結果と、これまで蓄積した試験結果を元に、100%CNFの生体材料としての有用性や可能性について検討する。また，論文制作にかかわる経費，研究打ち合わせ及び研究成果発表旅費としても使用予定である．
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