天然ナノ複合材料を用いた医用接着・シーリング剤の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25410227
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 斎本 博之 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20186977)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: キチン / キトサン / 医用材料 / 生体接着剤 / ナノファイバー

研究実績の概要

意義、重要性、解決方法
外科臨床分野での傷や切開部分の接合、シーリングについては、従来、縫合がなされてきた。しかし、縫合には時間がかかり、近年増加している内視鏡による処置に適さない他、縫合できない組織が有る等の問題があった。また、血液製剤由来の生体接着剤には、ウィルス感染の危険があった。
これらの問題を解決する新しい手法の開発が要望されており、本研究では以下の戦略により検討を行った。１．天然由来の高分子材料であるキチン、キトサンを利用することにより、生体適合性、生分解性というメリットに加え、ウィルス感染の危険が無い安全な材料を創出する。２．「キチン質への重合性官能基の導入」と「キチン或いはキトサンナノファイバーとの複合化」の併用で、迅速な硬化と材料強度の改善の両立を目指した。
研究内容と成果
１．キチンにカルボキシメチル基とアクリル型側鎖を導入した誘導体（HMA-CM-キチン）は、新鮮なものを用いるため、その都度追加調製した。このHMA-CM-キチンに、高強度のキチンナノファイバー(CNF)またはファイバー表面をキトサン化したキチンナノファイバー（S-DACNF)をブレンドして、種々の接着強度試験等を行った。
特に最終年度には、HMA-CM-キチンに対して、少量のCNFあるいはS-DACNFをブレンドするだけで十分な補強効果が得られることを解明できた。さらに、獣医外科分野における実証研究において、ラットを用いた損傷治療試験で有効性を確認することができた他、組織学的、病理学的な有効性についても明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Biological adhesive based on carboxymethyl chitin derivatives and chitin nanofibers (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Azuma, Masahiro Nishihara, Haruki Shimizu, Yoshiki Ito, Osamu Takashima, Tomohiro Osaki, Norihiko Ito, Tomohiro Imagawa, Yusuke Murahata, Takeshi Tsuka, Hironori Izawa, Shinsuke Ifuku, Saburo Minami, Hiroyuki Saimoto, Yoshiharu Okamoto, Minoru Morimoto
  • 雑誌名: Biomaterials 巻: 42 ページ: 20-29
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials. 2014.11.043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Green Approach to Endow Chitin Nanofiber with Fluorescence (2015)
  • 著者名/発表者名: Ajoy Kumar Dutta, Hironori Izawa, Minoru Morimoto, Hiroyuki Saimoto, Shinsuke Ifuku
  • 雑誌名: Journal of Chitin and Chitosan Science 巻: 3 ページ: 53-56
  • DOI: 10.1166/jcc. 2015.1085
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Chitin, Chitosan, and Its Derivatives for Wound Healing: Old and New Materials (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Azuma, Ryotaro Izumi, Tomohiro Osaki, Shinsuke Ifuku, Minoru Morimoto, Hiroyuki Saimoto, Saburo Minami, Yoshiharu Okamoto
  • 雑誌名: Journal Functional Biomaterials 巻: 6 ページ: 104-142
  • DOI: 10.3390/jfb6010104
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Preparation of zwitterionically charged nanocrystals by surface TEMPO-mediated oxidation and partial deacetylation of alpha-chitin (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ifuku, T. Hori, H. Izawa, M. Morimoto, H. Saimoto
  • 雑誌名: Carbohydrate Polymers 巻: 122 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2014.12.060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of surface-deacetylated chitin nanofibers in an experimental model of hypercholesterolemia (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Azuma, T. Nagae, T. Nagai, H. Izawa, M. Morimoto, Y. Murahata, T. Osaki, T. Tsuka, T. Imagawa, N. Ito, Y. Okamoto, H. Saimoto, S. Ifuku
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 16 ページ: 17445-17455
  • DOI: 10.3390/ijms160817445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterizaion of chitosan nanofiber Sheets for Antifungal Application (2015)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Egusa, Ryo Iwamoto, Hironori Izawa, Minoru Morimoto, Hiroyuki Saimoto, Hironori Kaminaka, Shinsuke Ifuku
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 16 ページ: 26202-26210
  • DOI: 10.3390/ijms16112594
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protective effect of chitin urocanate nanofibers against ultraviolet radiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Ito, Toshikazu Yoneda, Yoshihiko Omura, Tomohiro Osaki*, Shinsuke Ifuku, Hiroyuki Saimoto, Kazuo Azuma, Tomohiro Imagawa, Takeshi Tsuka, Yusuke Murahata, Norihiko Ito, Yoshiharu Okamoto, Saburo Minami
  • 雑誌名: Marine Drugs 巻: 13 ページ: 7463-7475
  • DOI: 10.3390/md13127076
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preparation of a protein-chitin nanofiber complex from crab shells and its application as a reinforcement filler or substrate for biomineralization (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ifuku, T. Urakami, H. Izawa, M. Morimoto, H. Saimoto
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 ページ: 64196-64201
  • DOI: 10.1039/C5RA12761K
  • 査読あり
• [学会発表] 表面脱アセチル化キチンナノファイバーの創傷治癒促進効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 泉良太郎, 東和生, 井澤浩則, 森本稔, 斎本博之, 伊福伸介
  • 学会等名: 第29回日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-21 – 2015-08-21
• [学会発表] N-硫酸化シクロデキストリングラフトキトサンの調製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉橋雅, 伊福伸介, 森本稔, 斎本博之, 井澤浩則
  • 学会等名: 第29回日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-20
• [学会発表] 完全脱アセチル化キトサンからの粉砕によるナノファイバーの調製 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yihun F. Akilog, Ajoy K. Dutta, 井澤浩則, 森本稔, 斎本博之, 伊福伸介
  • 学会等名: 第29回日本キチン・キトサン学会大会
  • 発表場所: 東海大学熊本キャンパス
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-20