細菌接着・バイオフィルム形成を阻害する抗菌性チタン合金表面の創出

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23659711
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 健之 東京大学, 医学部・附属病院, 助教 (00583121)
• 研究分担者: 中村 耕三 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60126133) ; 石原 一彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90193341) ; 三浦 俊樹 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20376479) ; 伊藤 英也 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30436464) ; 金野 智浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (80371706)
• 研究期間 (年度): 2011
• キーワード: 医療・福祉 / 細菌 / ナノ材料

研究概要

人工関節の感染は、その予後、耐久性を制限する深刻な合併症である。この合併症の阻止を目指し、細胞・タンパク質の吸着を制御する生体適合性ポリマーでチタン合金表面を処理する技術を確立した。また、この表面では、細菌の付着が顕著に抑制されることを明らかにした。以上の結果により、「細菌の接着・バイオフィルム形成を阻害する抗菌性金属表面」を創出することができた、今後は本研究成果の実用化へ向けた検討を推進する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Biomimetic hydration lubrication with various polyelectrolyte layers on cross-linked polyethylene orthopedic bearing materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Saiga K, Hashimoto M, Ito H, Kawaguchi H, Takatori Y, Ishihara K
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 33 ページ: 4451-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel polymer biomaterials and interfaces inspired from cell membrane functions (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Goto Y, Matsuno R, Inoue Y, Konno T
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta-General 巻: 1810(3) ページ: 268-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adsorption force of proteins against hydrophilic polymer brush surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Nakanishi T, Ishihara K
  • 雑誌名: React Funct Polym 巻: 71(3) ページ: 350-5
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of protein adsorption at polymer brush surfaces based on the water structure surrounding the surface (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Ishihara K
  • 学会等名: American Chemical Aciety, Spring 2013 National Meeting & Exposition
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120325-29
• [学会発表] Direct evaluation of interaction force between proteins and polymer brush surfaces with well-characterized hydration state (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Inoue K, Ishihara K
  • 学会等名: 5th International Symposium of Nanomedicine
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20120315-17
• [学会発表] MPCポリマーの基礎と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 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] タンパク質吸着に与えるポリマーブラシ表面の水和状態の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上和臣,井上祐貴,石原一彦
  • 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] 低侵襲医療に役立つ生体親和型ポリマーバイオマテリアル (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: 東海ライブ研究会
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 20111020-22
• [学会発表] 人工関節金属インプラント表面のMPC処理による細菌付着抑制効果の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 茂呂徹,高取吉雄,石原一彦,京本政之,安藤嘉基,宮本比呂志,伊藤英也,角田俊治,田中健之,大嶋浩文,中村耕三,川口浩
  • 学会等名: 第36回日本整形外科学会基礎学術集会
  • 発表場所: 前橋
  • 年月日: 20111020-21
• [学会発表] Biomimetic surface modification on artificial hip joint for elongation of implantation life (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Kyomoto M, Moro T, Takatori Y
  • 学会等名: European Society for Artificial Organs(ESAO)
  • 発表場所: Porto, Portugal
  • 年月日: 20111009-12
• [学会発表] 未来を拓くナノ医療とは?-新しい医療原則の確立と価値の創出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦,山岡哲二
  • 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] タンパク質吸着を支配するポリマーブラシ表面近傍の水和状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上祐貴,井上和臣,石原一彦
  • 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] 生体親和性ポリマーブラシ表面でのタンパク質との相互作用力のナノ解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂田翔,井上祐貴,石原一彦
  • 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] Importance of dynamics of water molecules on protein adsorption at polymer brush surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Inoue Y, Ishihara K
  • 学会等名: The 3rd Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110915-17
• [学会発表] Highly biocompatible surface for implatable artificial organ (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K
  • 学会等名: The 3rd Asian Biomaterials Congress
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110915-17
• [学会発表] Surface modification withphospholipid polymers for long-term implantable medical devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Kyomoto M, Moro T, Inoue Y
  • 学会等名: THERMEC' 2011
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 20110801-05
• [学会発表] MPCポリマーの表面処理による人工関節金属表面の細菌付着抑制効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 茂呂徹,高取吉雄,中村耕三,石原一彦,京本政之,安藤嘉基,宮本比呂志,伊藤英也,角田俊治,田中健之,大嶋浩文,雑賀健一,川口浩
  • 学会等名: 第34回日本骨・感染症学会
  • 発表場所: 淡路島
  • 年月日: 20110708-11
• [学会発表] ブロックコポリマーの自己組織化相分離構造による細胞接着性の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柴山崇, Seo Ji-Hun,石原一彦,高井まどか
  • 学会等名: 第23回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20110610-11
• [学会発表] ナノバイオマテリアル・インテグレーションと未来医学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: ナノ学会第9回大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20110602-04
• [学会発表] タンパク質吸着過程のナノ解析による生体親和型ポリマー表面の設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上祐貴,中西智亮,石原一彦
  • 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] タンパク質吸着に与えるポリマーブラシ表面の水和状態の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上和臣,井上祐貴,石原一彦
  • 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] High oxidation-and wear-resistance of PMPC-grafted polyethylene arisen by extra plasma irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyomoto M, Moro T, Saiga K, Takatori Y, Ishihara K
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting & Exposition of the Society for Biomaterials(SFB)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20110413-16
• [学会発表] Inhibition of inflammatory responses on phospholipid polymer-coated nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishihara K, Goto Y, Matsuno R, Inoue Y, Konno T, Takai M
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting & Exposition of the Society for Biomaterials(SFB)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20110413-16
• [学会発表] Cytocompatible polymer surface with photocleavable groups for regulating the single cell attachment/detachment (2011)
  • 著者名/発表者名: Byambaa B, Konno T, Ishihara K
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting & Exposition of the Society for Biomaterials(SFB)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20110413-16
• [学会発表] Elucidation of protein adsorption behavior based on molecular dynamics around polymer brush surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Nakanishi T, Ishihara K
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting & Exposition of the Society for Biomaterials(SFB)
  • 発表場所: Orlando, USA
  • 年月日: 20110413-16
• [学会発表] 日本発の高性能ポリマーバイオマテリアルMPCポリマーの創発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: 医療機器フォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-03