細胞鋳型による人工細胞外マトリクスの3次元配列制御に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22650112
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 小林 尚俊 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, グループリーダー (90354266)
• 連携研究者: 吉川 千晶 物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, 研究員 (10447930) ; 寺田 堂彦 物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, ポスドク研究員 (10454555) ; 服部 晋也 物質・材料研究機構, 生体機能材料ユニット, ポスドク研究員 (30469762)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 細胞・組織工学 / 高次構造組織化

研究概要

角膜実質の超微細構造の発生メカニズムに関して、個体発生時の体積膨張に起因する組織への張力とそれに応答する細胞の骨格構造が鋳型になり形成するという作業仮説を証明するために、発生環境を模倣した流動式培養システムとナノファイバーECMモデル構築を行った。モデルECMに対して培地が流れる水圧により力学刺激を導入することで、細胞が外力に応答しながら周囲の人工ECMを束ね再配列を行う様子が観察され、細胞の関与した構造形成の逐次変化を観察可能なシステムが出来上がった。

研究成果

• [雑誌論文] A novel shortened electrospun nanofiber modified with a 'concentrated' polymer brush (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshiwaka C, Zhang K、Zawadzak E、Kobayashi H
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mat 巻: Vol.12(1) ページ: 015003-1-015003-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ultra sensitive saccharides detection assay using carboxyl functionalized chitosan containing Gd2O3、Eu3+nanoparticles probe (2011)
  • 著者名/発表者名: Tiwari A, Terada D, 他5名
  • 雑誌名: Anal Methods-Uk 巻: Vol.3 ページ: 217-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient charge-masking effect of applied voltage on electrospinning of pure chitosan nanofibers from aqueous solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Terada D, Kobayashi H, 他4名
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mat 巻: Vol.13(1) ページ: 015003-015001-015009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructures and rheological properties of tilapia fish-scale collagen hydrogels with aligned fibrils fabricated under magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen S, Hirota N, 他5名
  • 雑誌名: Acta Biomater 巻: Vol.7(2) ページ: 644-652
  • 査読あり
• [雑誌論文] An enzyme-free highly glucose-specific assay using self-assembled aminobenzene boronic acid upon polyelectrolytes electrospun nanofibers-mat (2010)
  • 著者名/発表者名: Tiwari A, Terada D, Yoshikawa C, Kobayashi H
  • 雑誌名: Talanta 巻: Vol.82(5) ページ: 1725-1732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue engineering with natural tissue matrices(5th Forum on New Materials, 2010, Part E, Stafa-Zuerich、Switzerland) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kishida A, Funamoto S, 他8名
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology 巻: Vol.76 ページ: 125-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and characterization of decellularized cornea using high-hydrostatic pressurization for corneal tissue engineering (2010)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto Y. Funamoto S, 他8名
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 31(14) ページ: 3941-3948
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro formation and thermal transition of novel hybrid fibrils from type I fish scale collagen and type I porcine collagen (2010)
  • 著者名/発表者名: Chen S, Ikoma T, 他4名
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mat 巻: Vol.11(3) ページ: 35001-1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of sterilizations on silk protein-based materials for developing a novel artificial cornea
  • 著者名/発表者名: Hattori S, Terada D, 他6名
  • 雑誌名: Bioinspired, Biomimetic and Nanobiomaterial 巻: (on line)
  • DOI: DOI:10.1680/bbn.11.00006(2011)
  • 査読あり
• [学会発表] Nano fibrous materials for tissue engineering scaffolds (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: ICNANO 2011
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 20111218-23
• [学会発表] Novel approaches for fabricating artificial corneal stroma using silk protein derived materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Hattori S
  • 学会等名: International conference on nanomaterials and nanotechnology
  • 発表場所: Delhi、India
  • 年月日: 20111218-23
• [学会発表] Silk nanofibers for corneal tissue engineering (2011)
  • 著者名/発表者名: Terada D
  • 学会等名: The XXIInd Congress of The International Sericultural Commission
  • 発表場所: ChiangMai, Thailand
  • 年月日: 20111201-05
• [学会発表] Development of novel artificial cornea using silk-derived materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Hattori S
  • 学会等名: XXII nd Congress of the International Sericultural Commission
  • 発表場所: Chiang Mai, Thailand
  • 年月日: 20111201-05
• [学会発表] シルクナノファイバーからなる角膜再生材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111121-22
• [学会発表] 絹タンパク質を用いた新規人工角膜開発の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也
  • 学会等名: 第33回日本バイオマテリアル学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20111121-22
• [学会発表] シルクフィブロインナノファイバーからなる角膜組織再生用足場材料 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] ナノファイバー足場が細胞に及ぼす影響について (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也
  • 学会等名: 第60回高分子討論会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] シルクのナノファイバー化と角膜再生材料としての評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦
  • 学会等名: 平成23年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110608-10
• [学会発表] Silk nanofibers as biomaterial for corneal regenerative medicine (2011)
  • 著者名/発表者名: Terada D
  • 学会等名: TERMIS-EU 2011 Annual Meeting
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 20110607-10
• [学会発表] 各種シルクのナノファイバー化および角膜再生材料としての可能性試験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] 絹材料を用いた新規人工角膜の生体内埋稙の組織評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 服部晋也
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] Advanced Materials approaches for corneal regeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: 1st International congress on Advanced materials2011
  • 発表場所: Jinan, China
  • 年月日: 20110514-16
• [学会発表] 生体材料応用に向けた新規電界紡糸ナノファイバーの開発:[2]強磁場を用いた配列化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2011
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] シルクナノファイバーを用いた角膜組織再生スキャフォールドの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2011
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] 生体材料応用に向けた新規電界紡糸ナノファイバーの開発:[1]表面修飾と短繊維化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉川千晶
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2011
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2011-01-26
• [学会発表] Challenges to develop highly functionalized reliable medical materials/devices from nanofiber to 3D structure : to develop artificial cornea (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: DCR University of Sc & Tech Seminor
  • 発表場所: Sonipat, India
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] Top down and bottom up approaches to develop reliable artificial cornea (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: Indo-Japan seminar on Smart nanobiomaterials
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Nanofiber based biomedical materials and thier applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: RD Girls Collage seminor
  • 発表場所: Bharatpur, India
  • 年月日: 2010-10-29
• [学会発表] Nanofiberbased biomaterials and their applications (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: Hindustan college of science and technology
  • 発表場所: Agra, India
  • 年月日: 2010-10-28
• [学会発表] Recent outcome about development of reliable artificial cornea (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: Top down and bottom up approaches, Banaras Hindu University seminor
  • 発表場所: Agra, India
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Biocompatible nano-fibrous materials application to tissue engineering scaffolds (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H
  • 学会等名: Indo-Japan seminor at NSC on Nanomaterials in Biomedicals
  • 発表場所: Allahabad, India
  • 年月日: 2010-10-22
• [図書] Intelligent Nanomaterials, Chapter 1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tiwari A, Kobayashi H
  • 総ページ数: xxii-xxiv
• [図書] ものづくりからみる再生医療-細胞研究・創薬・治療-6章:バイオマテリアルの表面修飾・ナノ-ミクロ-マクロ構造制御技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林尚俊、吉川千晶
  • 総ページ数: 142-151
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 医用材料のための表面改質. In :新訂版ラジカル重合ハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉川千晶、小林尚俊、辻井敬亘
  • 総ページ数: 757-768
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [図書] Chitosan Derived Smart Materials, Chitosan : Manufacture、Properties、and Usage (2010)
  • 著者名/発表者名: Tiwari A、Terada D, Yoshikawa C, Kobayashi H
  • 総ページ数: 255-288
  • 出版者: NOVA Publishers
• [備考]
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/KOBAYASHI_Hisatoshi-e.html
• [産業財産権] 短繊維足場材料、短繊維-細胞複合凝集塊作製方法及び短繊維-細胞複合凝集塊 (2011)
  • 発明者名: 小林尚俊、吉川千晶
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-102759
  • 出願年月日: 2011-05-02
• [産業財産権] 繊維片製造方法 (2010)
  • 発明者名: 小林尚俊、吉川千晶、Zhang K
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-197279
  • 出願年月日: 2010-09-03
• [産業財産権] 高分子ファイバーの製造方法 (2010)
  • 発明者名: 小林尚俊、寺田堂彦
  • 権利者名: 独立行政法人物質・材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-108171
  • 出願年月日: 2010-05-10