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2021 年度 実施状況報告書

カーボンナノホーンをDDSキャリアとするインプラント周囲炎への革新的治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K23013
研究機関北海道大学

研究代表者

前田 由佳利  北海道大学, 大学病院, 医員 (40884622)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2023-03-31
キーワードカーボンナノホーン / ミノサイクリン / インプラント周囲炎 / 局所薬物送達療法 / 動物実験
研究実績の概要

近年のインプラント治療において,インプラント周囲炎が臨床における大きな問題となっている.インプラント周囲炎に対する治療としては機械的方法と化学的方法が併用されることが多いが,抗菌薬を感染部位へ作用させるためには一定時間の留置が必要になる.さらに現在汎用されているインプラント表面はマイクロ-ナノ構造を有していることから,より効果的な薬剤の投与方法の開発が期待されている.以上の問題を解決する方法として,CNHsが徐放能を有することに着目し,ミノサイクリン(MC)とカーボンナノホーン(CNHs)の複合体(MC/CNHs)をインプラント周囲炎治療に応用するため,以下の2つを目的とした.
1)MC/CNHsのin vivoでの安全性と効果の検証
2)CNHsへ新たに担持可能な薬剤の探索
1)ラット皮下にコラーゲンゲルに包埋したMC/CNHsを注入し,in vivoでの安全性を組織学的に検証した.ラット上顎第一大臼歯を抜歯後,即時にインプラントを埋入し,4週経過させオッセオインテグレーションを確立した.さらにインプラント体の周囲歯肉溝絹糸を巻き付け歯周炎モデルラットを作製した.
2)CNMsが有する薬物担持能に,申請者の発見したMCがCNHsを分散させるという性質を応用し,異なる薬剤も担持させることが可能なのではないかと考えた.現時点ではクロルヘキシジン(CHX)・塩化ベンザルコニウム(BAC)・レボフロキサシン・FGFとの複合体を作製した.CHX・BACとの複合体をStreptcoccus mutansとの懸濁液による濁度測定により口腔内細菌における抗菌活性を検証した.またFGFとの複合体(FGF/CNHs)ではNIH-3T3を用いた培養により,CNHsがFGFの効果を阻害しないことを明らかにした.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

動物実験を行うに当たり,吸入麻酔及び局所麻酔を併用していたが,覚醒が早く一度に多数の動物を扱うことが困難であった.その点について麻酔方法を変更し,三種混合麻酔薬を併用することで,操作時間を確保できるようにする予定である.
昨今の社会情勢の影響で三種混合麻酔薬に使用するミタゾラムの入手が困難であったため,進行に遅延が生じている.

今後の研究の推進方策

今後はインプラント埋入後にコラーゲンゲルに包埋したMC/CNHsをインプラント周囲溝へ注入,軟組織への効果を組織学的に明らかにする.
また局所薬物輸送担体としてインプラント周囲炎への応用のためにも, FGF/CNHsの精製を行い,化学的・形態的物性を明らかにすると共に,in vivoでの効果を検証する.

次年度使用額が生じた理由

covid-19感染流行の影響で学会参加がオンラインとなった.また感染対策の観点から,材料の微細構造観察のための北海道大学微細構造解析プラットフォームの利用料が発生しなかった.次年度は麻酔方法を変更して動物実験の再試行と,学会での発表を予定している.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] 骨再生誘導法への単層カーボンナノチューブ膜の応用2021

    • 著者名/発表者名
      徐易坤、平田恵理、髙田紗理、 前田由佳利、木村貞仁、 横山敦郎
    • 学会等名
      日本補綴歯科学会第130回記念学術大会
  • [学会発表] Fabrication and evaluation of single walled carbon nanotube membrane for guided bone regeneration application.2021

    • 著者名/発表者名
      Yikun Xu、Eri Hirata、Yoko Iizumi、 Yukari Maeda、 Sadahito Kimura、Toshiya Okazaki、Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      第11回ナノカーボンバイオシンポジウム
  • [学会発表] Exploration of macrophage polarization on titanium coated with carbon nanohorns.2021

    • 著者名/発表者名
      Sadahito Kimura、 Eri Hirata、 Yuta Takano、 Yukari Maeda 、 Masatoshi Sakairi、 Masako Yudasaka、 Atsuro Yokoyama
    • 学会等名
      第11回ナノカーボンバイオシンポジウム
  • [学会発表] 光殺菌性カーボンナノホーンの開発2021

    • 著者名/発表者名
      平田恵理、前田由佳利、 木村貞仁、横山敦郎
    • 学会等名
      第51回日本口腔インプラント学会学術大会
  • [学会発表] カーボンナノホーン修飾チタン上のM1-M2マクロファージの分極2021

    • 著者名/発表者名
      木村貞仁、平田恵理、 前田由佳利、横山敦郎
    • 学会等名
      第51回日本口腔インプラント学会学術大会

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公開日: 2022-12-28  

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