生体吸収性を制御した絹基盤医療用パッチの開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25620169
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 朝倉 哲郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (30139208)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 高分子材料 / 医薬用パッチ / 絹 / ポリウレタン

研究実績の概要

家蚕絹とセグメント化ポリウレタンのヘキサフロロイソプロパノール混合溶液を作製、エレクトロスピニング（ES)法で不織布状とし、繊維平均径の分布、引っ張り強度、伸度等の物性を測定、絹のみの場合と比較した。ポリウレタンを混合することによって、湿潤状態（生体中に移植した状態を想定）で、絹のみの場合より、高い強度と高い伸縮性を併せ持ち、より優れた再生医療材料となることを示した。さらに、乾燥状態での絹とポリウレタンとの固体NMRによる相溶性実験や含水状態で、固い所を強調する13C CM/MAS NMR、柔らかい所を強調する13C INEPT、その両方を検出する13C DD/MAS NMRを測定、そのキャラクタリゼーションを十分に行い、本材料の物性発現と構造や運動性との関連に関する知見を集積した。引き続き、本材料で心臓パッチ用不織布を作製、イヌに移植した結果、移植時の針穴からの血漏れも少なく、既存のパッチ材と遜色のない、優れた操作性を有する事を明らかにした。イヌ移植後の狭窄や拡張は認められず、10カ月後に摘出したパッチには内膜が形成されていた。さらに、一層の応用を目指して、絹とポリウレタンの不織布でマウス総頸動脈用の筒状人工血管を作製、移植評価実験を行った。移植後の人工血管の染色評価に関しては、現在、切片作製中であるため十分なデータは得られていないが、特に強調すべき事は、1mm以下の直径で極めて細いために実験の難しいマウスへの移植実験を、物性の大幅な向上によってスムースに行うことができた点である。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid endothelialization and thin luminal layers in vascular grafts using silk fibroin (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, S., Okamoto, H., Haga, M., Shigematsu, K., Miyata, T., Watanabe, T., Ogawa, Y., Takagib, Y., Asakura, T.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 4 ページ: 938-946
  • DOI: 10.1039/C5TB02528A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intermolecular Packing in B. mori Silk Fibroin: Multinuclear NMR Study of the Model Peptide (Ala-Gly)15 Defines a Heterogeneous Antiparallel Antipolar Mode of Assembly in the Silk II Form (2015)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T., Ohata, T., Kametani S., Okushita, K., Yazawa, K., Nishiyama, Y., Nishimura, K., Aoki, A., Suzuki, F., Kaji, H., Anne S. Ulrich, and Mike P. Williamson
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 28-36
  • DOI: 10.1021/ma502191g
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of the Structure of Bombyx mori Silk Fibroin by NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T., Okushita, K., Mike P. Williamson
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 2345-2357
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b00160
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of fibroin sponge coating on in vivo performance of knitted silk small diameter vascular grafts (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukayama, T., Ozai, Y., Shimokawadoko, H., Derya Aytemiz, Tanaka, R., Machida, N., Asakura, T.
  • 雑誌名: Organogenesis 巻: 11 ページ: 137-151
  • DOI: 10.1080/15476278.2015.1093268.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introduction of VEGF or RGD sequences improves revascularization properties of Bombyx mori silk fibroin produced by transgenic silkworm (2015)
  • 著者名/発表者名: Saotome T., Hayashi H., Tanaka R., Kinugasa A., Uesugi S., Tatematsu K., Sezutsu H., Kuwabarae N., Asakura, T.
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 3 ページ: 7109-7116
  • DOI: 10.1039/C5TB00939A
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stretching-Induced Conformational Transition of the Crystalline and Noncrystalline Domains of 13C-Labeled Bombyx mori Silk Fibroin Monitored by Solid State NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T., Sato, Y., Aoki, A.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 5761-5769
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b01365
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Transition of Bombyx mori Liquid Silk Studied with Vibrational Circular Dichroism Spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: Morisaku, T., Arai, S., Konno, K., Suzuki, Y., Asakura, T., Yui, H.
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 31 ページ: 763-768
  • DOI: 10.2116/analsci.31.763.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural Determination of the Tandem Repeat Motif in Samia cynthia ricini Liquid Silk by Solution NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Y., Kawanishi, S., Yamazaki, T., Aoki, A., Saito, H., Asakura, T.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 6574-6579
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b01717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformation of Crystalline and Noncrystalline Domains of [3-13C]Ala-, [3-13C]-, and [3-13C]Tyr-Bombyx mori Silk Fibroin in a Hydrated State Studied with 13C DD/MAS NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Asakura, T.,Isobe, K., Aoki, A., Kametani, S.
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 48 ページ: 8062-8069
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.5b02098
  • 査読あり
• [学会発表] Structure of Bombyx mori silk fibroin studied with NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiko Okushita, Tetsuo Asakura
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: the Convention Center(Hawaii, USA)
  • 年月日: 2015-12-17 – 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of Bombyx mori silk fibroin membranes with glycerin and NMR characterization (2015)
  • 著者名/発表者名: Masanori Endo ,Misaki Hirayama, Hiroaki Arai, Tetsuo Asakura
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: the Convention Center(Hawaii, USA)
  • 年月日: 2015-12-17 – 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Structure of Samia cynthia ricini silk fibroin with polyalanine sequences studied by solution and solid state NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Suzuki, Shuto Kawanishi, Akihiro Aoki, Hitoshi Saito, Tetsuo Asakura
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: the Convention Center(Hawaii, USA)
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] From Structural Analysis of Polymers with NMR to Development of Silk Vascular Graft (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 学会等名: 第54回NMR討論会
  • 発表場所: 千葉工業大学 津田沼キャンパス(千葉県習志野市）
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] 延伸ならびに水和に伴う13Cラベル家蚕絹の構造転移に関する固体NMR研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀谷俊輔、青木昭宏、佐藤佑哉、磯部洸太郎、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第54回NMR討論会
  • 発表場所: 千葉工業大学 津田沼キャンパス(千葉県習志野市）
  • 年月日: 2015-11-06 – 2015-11-06
• [学会発表] 絹の素晴らしい構造とそれを生かした絹人工血管の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 学会等名: 第5回CSJ化学フェスタ2015
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-10-13 – 2015-10-13
  • 招待講演
• [学会発表] 家蚕絹フィブロイン（Silk II 型）のラメラ構造に関する固体NMR 解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀谷俊輔、青木昭宏、志津功將、鈴木不律、梶弘典、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-17 – 2015-09-17
• [学会発表] 家蚕絹ー水系における水のダイナミクス：重水素T1-T2 相関測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平沖敏文、大窪貴洋、Gregory S. Boutis、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-16
• [学会発表] アラニン連鎖領域を有するエリ蚕絹フィブロインの溶液ＮＭＲ構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木悠、河西秀和、青木昭宏、齊藤準、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス(宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-09-15 – 2015-09-15
• [学会発表] Structure of Bombyx mori silk fibroin determined with NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Okushita, T. Asakura
  • 学会等名: 9th European Solid Mechanics Conference (ESMC2015)
  • 発表場所: the Carlos III University of Madrid(Madrid, SPAIN)
  • 年月日: 2015-07-09 – 2015-07-09
  • 国際学会
• [学会発表] トランスジェニック絹フィブロインを用いた組紐製小口径人工血管の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早乙女俊樹、林春樹、衣笠純、上杉昭二、深山俊治、小材祐介、丹野耕作、田中綾、瀬筒秀樹、桑原信夫、朝倉哲郎
  • 学会等名: 平成27年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-11 – 2015-06-11
• [学会発表] アラニン連鎖領域を有するエリ蚕絹フィブロインの構造に関する溶液および固体NMR研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木悠、齊藤準、河西秀和、青木昭宏、朝倉哲郎
  • 学会等名: 平成27年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-11 – 2015-06-11
• [学会発表] 絹の構造特性と再生医療材料への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会第26回年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-04 – 2015-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] 超高速1HMAS固体高分解能NMR法による棒状高分子の固体構造の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平沖敏文、小林哲雄、矢澤 宏次、西山裕介、朝倉哲郎、西村勝之、吉田嘉晃、馬渡康輝、田畑昌祥
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-28
• [学会発表] シルクの固体NMR構造解析と再生医療材料への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
  • 招待講演
• [学会発表] アラニン連鎖領域を有するエリ蚕絹フィブロインの構造に関する溶液および固体NMR研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木悠、河西秀和、齊藤準、青木昭宏、鈴木不律、梶弘典、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
• [学会発表] トランスジェニック絹フィブロインを用いた小口径人工血管の作製とラット移植評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早乙女俊樹、林春樹、上杉昭二、衣笠純、深山俊治、小材祐介、丹野耕作、田中綾、瀬筒秀樹、桑原信夫、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
• [学会発表] グリセリンを少量含む絹膜の作製と眼科分野への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤雅則、平山みさき、新井裕喜、岡村陽介、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
• [学会発表] 高分子水溶液および高分子含水状態での高分子および水のダイナミクスに関するNMR研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀谷俊輔、岩本脩成、関根素馨、大窪貴洋、鞍野佳孝、平野朋広、右手浩一、ボウティス グレゴリー、朝倉 哲郎
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-27
• [学会発表] 二次元13C-13C相関NMR法による炭素間距離の定量性に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥下慶子、Boutis Gregory、青木昭宏、朝倉哲郎
  • 学会等名: 第57回固体NMR・材料フォーラム
  • 発表場所: 理化学研究所 横浜キャンパス(神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2015-05-22 – 2015-05-22
• [学会発表] 絹の構造と絹人工血管実用化による未来社会 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 学会等名: 『士（さむらい）の会』主催の研修会
  • 発表場所: 東京芸術劇場(東京都豊島区）
  • 年月日: 2015-04-11 – 2015-04-11
• [図書] ミルシル Vol.9 No.1 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 総ページ数: 109(16-19)
  • 出版者: 国立科学博物館
• [図書] 日本核磁気共鳴学会機関誌2015年度6巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朝倉哲郎
  • 総ページ数: 109(5-7)
  • 出版者: 日本核磁気共鳴学会
• [備考] 朝倉研究室ホームページ
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~asakura/