| 研究課題/領域番号 |
21K09397
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
武中 篤 鳥取大学, 医学部, 教授 (50368669)
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| 研究分担者 |
森實 修一 鳥取大学, 医学部附属病院, 講師 (50419496)
伊福 伸介 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (70402980)
大林 徹也 鳥取大学, 研究推進機構, 准教授 (80348804)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | キチン / キトサン / ナノファイバー / 止血剤 / 抗菌性 |
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| 研究実績の概要 |
ナノファイバースポンジの作製について、キチンナノファイバー水分散液に対して分子量の異なる３種のキトサンを溶解した。分散液を型に充填し、NaOH溶液中に浸漬し、流動しないハイドロゲルを得ることができた。その後、溶媒置換して得られたアルコゲルを凍結乾燥し、キチンナノファイバースポンジを作製した。
スポンジの形状・物性について、スポンジを構成するナノファイバーはその形態を維持しており、その比表面積はキトサンの濃度と分子量に依存して増加していることが確認された。吸水率はいずれも30秒程度で飽和した。分子量や濃度の減少によりスポンジの空隙率が大きくなるため、吸水率は増加し、自重の5-25倍の水を吸水できることが確認された。また、ナノファイバーの補強効果により湿潤状態でも弾性率の著しい低下を抑制できた。
スポンジの止血効果・溶血性について、キトサンの濃度と分子量によりスポンジの血液凝固指数は変化することが確認された。分子量が50万、濃度が0.5%の時、最も血液凝固効果は高かった。スポンジ表面には多くの赤血球が付着していた。ナノファイバーの大きな表面積や正電荷、高い吸水性が寄与していると示唆される。また、いずれのスポンジも十分な非溶血性、すなわち適合性を示すことが確認された。
スポンジの抗菌性について、スポンジは黄色ブドウ球菌、大腸菌、緑膿菌に対してキトサンのみのスポンジよりもコロニー数が少なく、高い抗菌活性を示した。これは、キチンナノファイバーの正電荷が負に帯電した菌細胞表面と相互作用するためと示差されると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
キトサンと部分的に脱アセチル化したキチンナノファイバーを複合化して止血用スポンジを得た。生態環境中でも十分な力学的強度を備える。スポンジは速やかに浸出液を吸収して血小板を濃縮し、静電的に吸着して一次止血を完了できると期待される。一般生菌に対する高い抗菌性を備え、血液に対する適合性も確認できた。分子量の異なるキトサンを用いて材料の最適化も達成できたため、次年度からは実験動物を用いて止血効果を検証する計画である。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画に従い、生体適合性および操作性に優れた止血剤作製条件を探索する。止血剤の接着性能の評価に関して、破裂圧試験を行う。モデルとして使用したコラーゲン膜に一定の長さの傷（切開部分）を作成し、その部分を本研究での止血剤を用いてシーリングした後、圧力を加えて、破裂時点での圧力を測定することで、接着・シーリング性能を評価する。一方、ラットを用い、イソフルランによる麻酔処置後皮下への止血剤の埋め込みを行い、新規止血剤の操作性を確認する。また、埋め込み後3、7及び14日後の埋め込み部位の肉眼的・病理組織学的な観察を実施し、止血剤の生体適合性を確認する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
キチンナノファイバーによる手術用止血剤の開発が予想以上にスムーズに進行したことで、金額の余剰が生じた。2023年度は破裂圧測定装置を用いた圧力耐久性能評価や動物実験での止血評価などを予定しており、今後、キチンナノファイバーを用いた製剤の改良が必要となる。
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