"スマート"ナノファイバーを用いた多能性幹細胞の胚様体作製と分化誘導

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22680042
• 研究種目: 若手研究(A)
• 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: 荏原 充宏 独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (10452393)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: ナノ材料 / 細胞・組織 / 再生医学 / 生体材料

研究概要

本研究では、外部刺激に応答してその構造を変化させる"スマート"高分子を用いて、"スマート"ナノファイバーネットを作製し、そのユニークな伸縮変化を利用した細胞のトラップと薬物の放出を同時に行うことで、細胞のマニピュレーションと機能制御を簡便かつ効率的に行う新規培養システムの開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] A photo-induced nanoparticle separation in microchannels via pH-sensitive surface traps (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ebara, J. M. Hoffman, A. S. Hoffman, P. S. Stayton, J. J. Lai
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 29 ページ: 5388-5393
  • DOI: DOI: 10.1021/la400347r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shape-memory surface with dynamically tunable nano-geometry activated by body heat (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ebara, K. Uto, N. Idota, J. M. Hoffman, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 24 ページ: 273-278
  • DOI: DOI: 10.1002/adma.201102181
  • 査読あり
• [雑誌論文] A smart nanofiber web that captures and release cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.-J. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 51 ページ: 10537-10541
  • DOI: DOI:10.1002/anie.201204139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo-switchable control of pH-responsive actuators via pH jump reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Techawanitchai, M. Ebara, N. Idota, T.-A. Asoh, A. Kikuchi, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 2844-2851
  • DOI: DOI:10.1039/C2SM07277G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-induced spatial control of pH-jump reaction at smart gel interface (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Techawanitchai, M. Ebara, N. Idota, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 巻: 99 ページ: 53-59
  • DOI: DOI:10.1016/j.colsurfb.2011.09.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of dual-responsive polymer functionalized silica nanoparticles via a simple thiol-ene click chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kotsuchibashi, M. Ebara, T. Aoyagi, R. Narain
  • 雑誌名: Polymer Chemistry 巻: 3 ページ: 2545-2550
  • DOI: DOI:10.1039/C2PY20333B
  • 査読あり
• [雑誌論文] A smart hydrogel-based time bomb triggers drug release mediated by pH-jump reaction (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Techawanitchai, N. Idota, K. Uto, M. Ebara , T. Aoyagi
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 13
  • DOI: DOI:10.1088/1468-6996/13/6/064202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-responsive electrospun nanofibers for "on-off" controlled dextran release (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.-J. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 13
  • DOI: DOI:0.1088/1468-6996/13/6/064203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel temperature-responsive polymer brushes with carbohydrate residues facilitate selective adhesion and collection of hepatocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Idota, M. Ebara, Y. Kotsuchibashi, R. Narain, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials 巻: 13
  • DOI: DOI:0.1088/1468-6996/13/6/064206
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Smart Hyperthermia Nanofiber with Switchable Drug Release for Inducing Cancer Apoptosis
  • 著者名/発表者名: Y.-J. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 雑誌名: Advanced Functional Materials, in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of FITC-doped silica nanoparticles and study of their ceullar uptake in the presence of lectins
  • 著者名/発表者名: Y. Kotsuchibashi, Y. Zhang, M. Ahmed, M. Ebara, T. Aoyagi, R. Narain
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research 巻: Part A
  • DOI: DOI:10.1088/1468-6996/13/6/064207
  • 査読あり
• [学会発表] 自己発熱に応答して薬物を放出するハイパーサーミアナノファイバーの作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 金榮鎭, 青柳隆夫
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20130529-31
• [学会発表] Smart Nanofiber Webs for "On-off" Release of Cells and Drugs (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ebara, Y. Kim, T. Aoyagi
  • 学会等名: 2013 Annual Meeting of the Society For Biomaterials
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20130410-13
• [学会発表] "A Smart Hyperthermia Nanofiber with Controlled Drug Release for Improved Cancer Therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 学会等名: 2nd International Conference on Biomaterials Science in Tsukuba
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20130319-22
• [学会発表] On-demand Encapsulation and Release of Cells using On-off Switchable Fibrous Hydrogels (2013)
  • 著者名/発表者名: 金榮鎭, 荏原充宏, 青柳隆夫
  • 学会等名: 第24回高分子ゲル研究討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130116-17
• [学会発表] Smart nanofibers for "on-off" switchable release of cell/drug (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 学会等名: つくば医工連携フォーラム2013 医工連携のHub化～つくば
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2013-01-29
• [学会発表] 温度応答性ナノファイバーを用いた薬物の"On-Off" 放出制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金榮鎭, 荏原充宏, 青柳隆夫
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会シンポジウム2012
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20121126-27
• [学会発表] Smart Biomaterials Design for Nano-biotechnology (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Aoyagi, Y. Kim, M. Ebara
  • 学会等名: 6th International Workshop on Advanced Materials Science
  • 発表場所: Ha Long City, Vietnam
  • 年月日: 20121030-1102
• [学会発表] A New Class of Smart Fibrous-Hydrogel that Cell Capture and Release (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 学会等名: 7th International Symposium on Stimuli-Responsive Materials
  • 発表場所: Santa Rosa, USA
  • 年月日: 20121021-23
• [学会発表] Thermo-crosslinkable and temperature-responsive fibrous hydrogel via electrospinning for "on-off" controlled dextran release (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 発表場所: ゲルワークショップイン名古屋
  • 年月日: 20120921-22
• [学会発表] 光架橋点を有するスマートナノファイバーの設計と細胞のキャッチ&リリース (2012)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 青柳隆夫
  • 学会等名: 第61回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Photo-crosslinkable and Thermo-Responsive Nanofiber Webs for 'On-Off' Switches of Cell Capture/Release (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kim, M. Ebara, T. Aoyagi
  • 学会等名: NanoBio Seattle2012
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20120723-26
• [学会発表] Design of photo-crosslinkable and thermo-responsive nanofiber mats for cell manipulations (2012)
  • 著者名/発表者名: 金榮鎭, 荏原充宏, 青柳隆夫
  • 学会等名: 第61回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120529-31
• [図書] 生分解性高分子' 再生医療叢書2 組織工学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 宇都甲一郎, 青柳隆夫
  • 総ページ数: 1-24
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 免疫反応を制御可能な未来型バイオマテリアルの設計―Immunobioengineering'― Drug Delivery System (2013)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 齋藤充弘
  • 総ページ数: 135-148
  • 出版者: 日本DDS学会
• [図書] 基材の構造力学的性質による細胞機能の制御' 特集 細胞接着の制御 生体の科学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 宇都甲一郎, 青柳隆夫
  • 総ページ数: 194-198
• [図書] Chapter 10 Nanotechnology in Drug Delivery Systems" Manipulation of Nanoscale Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohsaku Kawakami and Mitsuhiro Ebara
  • 総ページ数: 242-258
• [図書] スマートバイオマテリアルの応用'― ケミカルエンジニヤリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏, 青柳隆夫
  • 総ページ数: 31-36
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] "Supramolecular approaches for drug development" Current Medicinal Chemistry (2012)
  • 著者名/発表者名: Kohsaku Kawakami, Mitsuhiro Ebara, Hironori Izawa, Noelia M. Sanchez-Ballester, Jonathan P. Hill, and Katsuhiko Ariga
  • 総ページ数: 2388-2398
• [図書] スマートゲル表面' 特集スマートゲルの最新動向― 機能材料 (2012)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏
  • 総ページ数: 6-12
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 形状記憶インターフェイスを用いた細胞運命の時間・空間操作' Colloid & Interface Communication (2011)
  • 著者名/発表者名: 荏原充宏
  • 総ページ数: 23-24
  • 出版者: 日本化学会
• [図書] Toward the generation of patient-specific patches for cardiac repair." Stem Cell Reviews and Reports
  • 著者名/発表者名: Giancarlo Forte, Stefania Pagliari, Francesca Pagliari, Mitsuhiro Ebara, Paolo Di Nardo, Takao Aoyagi
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/bmc/group/smartbiomaterials/
• [産業財産権] アジド基又はアルキン基を有するイソプロピルアクリルアミド誘導体およびその重合体 (2011)
  • 発明者名: ジョンホフマン、青柳隆夫、荏原充宏
  • 権利者名: 物質材料研究機構
  • 産業財産権番号: 特願2011-067969
  • 出願年月日: 2011-03-25