| 研究課題/領域番号 |
22K19609
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 |
|---|
研究代表者 |
横山 敦郎 北海道大学, 歯学研究院, 教授 (20210627)
|
|---|
| 研究分担者 |
山本 悟 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10344524)
平田 恵理 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (10722019)
高野 勇太 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (60580115)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| キーワード | カーボンドット / カーボンナノ物質 / リン酸カルシウム系セラミックス / 薬剤担持 / 抗菌性 |
|---|
| 研究実績の概要 |
申請者らは、炭素原子のみから構成される新素材であるカーボンナノ物質（CNMs）を用いた生体材料の開発を目的に研究を行い、CNMsの高い骨組織適合性、チタンへの表面修飾、薬剤の担持の可能性について報告してきた。本研究においては、CNMsの一つであるカーボンドット (以下CD)に着目し、CDへの薬剤担持と光照射による放出制御、さらにリン酸カルシウムセラミックスへの担持を目的とした。CDは、その高い生体適合性と生分解性から、幅広い用途、特にバイオメディカル領域で新しい炭素材料としての応用が期待されている。本年度においては、光照射による薬剤の放出制御の方法を検討するため、CNMsの一種であるカーボンナノホーン (CNHs)にヒアルロン酸（HA）を介して抗菌剤であるミノサイクリン（MC）を結合し（CNHs-HA-MC複合体）、光照射によるMCの放出制御方法を開発し、抗菌性について検討した。CNHs-HA-MC複合体に近赤外光照射を行うことでMC単独と同等、もしくはより強い抗菌性を得ることが可能であった。これは、光熱効果によってCNHsから放出したMCの静菌作用とCNHsの発熱によるものと示唆された。リン酸カルシウム系セラミックスへのCNHsの吸着についても条件設定を行い、CNHsを安定して吸着することができた。CDについては、研究協力者であるA.Bianco博士とディスカッションを行い、同博士は、MCの化学修飾が可能な赤色発光性のCDを合成し、MCとの複合について検討を行っている。
|
| 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
ミノサイクリン(MC)を担持可能なカーボンドット(CD)の開発に時間を要したが、研究協力者であるA.Bianco博士は、表面にカルボキシル基を持つ赤色発光性のCNDを合成した。今後、MC等の薬剤の担持を行うことにより研究は進むものと考える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
合成したCDへのMCの担持方法を検討し、CD-MC複合体の開発を行うとともに、光照射の条件についても検討する。骨形成の促進については、薬剤や成長因子のCDへの担持を行う。その後、in vitroにおける抗菌性試験を行うとともに間葉細胞の骨芽細胞の分化を確認する。in vitroでの効果を確認し、ラットにおけるインプラント周囲炎モデルを用いてin vivoでの検証を行う。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度においては、カーボンドット(CD)の合成に若干の時間を要し、in vitroの研究を行わなかったため、次年度に使用することとした。ミノサイクリン（MC）の担持、近赤外光照射、抗菌性試験についてはCNHsで確認しており、CDへのMCの担持、光照射による放出制御は順調に進むものと予想され、次年度には、次年度予算と合わせて、in vitro、さらにin vivoの研究を行う予定である。
|
