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2016 年度 実績報告書

成長因子の安定的担持機能をもつバイオシールマテリアルの創製

研究課題

研究課題/領域番号 26820304
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

小幡 亜希子  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40402656)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードバイオマテリアル / 有機無機ハイブリッド / 不織布 / 生分解性 / タンパク質担持
研究実績の概要

本研究課題では、バイオシールマテリアルの作製および成長因子担持機能の構築を目指した。安全性の高い合成方法、成長因子の変性を抑えた担持システム、そして制御された生分解性と操作性を兼ね揃えた材料を実現する。昨年度までに、ポリグルタミン酸とシランカップリング剤(GPTMS)のハイブリッド体からなる不織布に種々の分子やタンパク質を担持させ、繊維内部においても担持物の活性が維持できていることを実証した。本年度は、合成時に導入するカチオン種(CaとMg)が及ぼす材料物性および細胞応答性への影響について検討した。さらに、骨芽細胞の生物機能に作用すると報告のあるデキサメタゾンをハイブリッド不織布に担持させ、細胞応答性を評価した。
本年度は、カルシウムイオンに加えマグネシウムイオンに着目した。マグネシウムイオンはカルシウムイオンよりも置換不活性であり、そのためハイブリッド構造の化学的安定性を高めると予想した。また、材料から溶出するカチオン種によって細胞の生物機能が変化することが、申請者らのグループの過去の研究を含め多く報告されている。Ca-不織布およびMg-不織布を作製し、緩衝溶液等の中での化学的安定性を評価した結果、Mg-不織布は分解速度が小さく、繊維構造をより長期間維持できることがわかった。さらに、Mg-不織布上において骨芽細胞様細胞がより高い接着率を示した。キサメタゾンを導入した不織布上にて、骨芽細胞様細胞の増殖性が促進された。また、デキサメタゾンの有無に関係なく、Ca-不織布よりもMg-不織布が高い増殖性を示した。昨年度得たデータより、デキサメタゾンはその分子量から、各不織布から溶出していることがわかっており、これが有効に作用したと予想する。
以上より、本材料は細胞を活性化させる物質を担持可能であり、かつ生分解性の制御性や操作性を兼ね揃えているとわかった。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Imperial College London/University College London/University of Manchester(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Imperial College London/University College London/University of Manchester
  • [雑誌論文] Osteoblast-like cell responses to silicate ions released from 45S5-type bioactive glass and siloxane-doped vaterite2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Obata, Norihiko Iwanaga, Arisa Terada, Gavin Jell, Toshihiro Kasuga
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: Online published ページ: 印刷中

    • DOI

      DOI 10.1007/s10853-017-1057-y

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Osteoblast-like cell responses to ion products released from magnesium- and silicate- containing calcium carbonates2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Yamada, Yoshio Ota, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
    • 雑誌名

      Bio-Medical Materials and Engineering

      巻: 28 ページ: 47-56

    • DOI

      DOI 10.3233/BME-171655

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Construction of DNAzyme-Encapsulated Fibermats Using the Precursor Network Polymer of Poly(γ-glutamate) and 4-Glycidyloxypropyl Trimethoxysilane2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Mizuno, Shuhei Koeda, Akiko Obata, Jun Sumaoka, Toshihiro Kasuga, Julian R. Jones, Toshihisa Mizuno
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 ページ: 4028-4035

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.langmuir.7b00308

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tailoring the delivery of therapeutic ions from bioactive scaffolds while inhibiting their apatite nucleation: a coaxial electrospinning strategy for soft tissue regeneration2017

    • 著者名/発表者名
      Pin Zhou, Jian Wang, Anthony L. B. Macon, Akiko Obata, Julian R. Jones, Toshihiro Kasuga
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 7 ページ: 3992-3999

    • DOI

      DOI: 10.1039/c6ra25645g

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Calcium-Phosphate Cements with High Compressive Strength using Meglumine as a Water Reducer2016

    • 著者名/発表者名
      Takenori Sawamura, Masahiko Okuyama, Hirotaka Maeda, Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Japan

      巻: 124 ページ: 223-228

    • DOI

      http://doi.org/10.2109/jcersj2.15249

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Antibacterial ZnO-CaO-P2O5-Nb2O5 Invert Glasses2016

    • 著者名/発表者名
      Sungho Lee, Hirotaka Uehara, Anthony L. B. Macon, Hirotaka Maeda, Akiko Obata, Kyosuke Ueda, Takayuki Narushima, Toshihiro Kasuga
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 30 ページ: 30-34

    • DOI

      doi:10.2320/matertrans.MI201503

    • 査読あり
  • [学会発表] 70SiO2-30CaO系ゾルゲルガラスの綿状繊維構造体2017

    • 著者名/発表者名
      小幡亜希子、Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, 春日敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-19
  • [学会発表] ケイリン酸塩ガラスの溶解性2017

    • 著者名/発表者名
      三浦淳弘、マッソン アントニー、前田浩孝、小幡亜希子、春日敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-19
  • [学会発表] 亜鉛含有リン酸塩インバートガラスの作製2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊希、上原拓峻、李誠鎬、前田浩孝、春日敏宏、上田恭介、成島尚之、小幡亜希子、マッソン アントニー
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-19
  • [学会発表] 銀添加ケイ酸カルシウム系ガラスの綿状繊維構造体の作製2017

    • 著者名/発表者名
      小幡亜希子、Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, 春日敏宏
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第158回)春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] 元素添加非晶質リン酸カルシウム膜の構造と溶解性の関係2017

    • 著者名/発表者名
      上田恭介、永田彪、小幡亜希子、春日敏宏、成島尚之
    • 学会等名
      日本金属学会2017年(第158回)春期講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [学会発表] Silver-doped calcium silicate sol-gel glass with a cotton-wool-like structure for skin wound healing2017

    • 著者名/発表者名
      Qun Ju, Elizabeth Norris, Anthony L.B. Macon, Gowsihan Poologasundarampillai, Julian R. Jones, Toshihiro Kasuga, Akiko Obata
    • 学会等名
      World Young Fellow Meeting 2017(第55回セラミックス基礎科学討論会)
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2017-01-12 – 2017-01-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨芽細胞様細胞の石灰化過程における種々の無機イオンの影響2016

    • 著者名/発表者名
      小幡亜希子、小笠原徹、春日敏宏
    • 学会等名
      日本金属学会2016年(第158回)秋期講演大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-23
  • [学会発表] Si, Ca, Mgの骨芽細胞様細胞に対する影響2016

    • 著者名/発表者名
      小幡亜希子、小笠原徹、春日敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 3Dプリンターを用いた構造化高分子ゲルの作成とタンパク質の内包固定化2016

    • 著者名/発表者名
      水野光二、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] 蛋白質を内包固定化した架橋性高分子からなる不織布の作成と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      井戸祐也、井口真樹人、Anthony Macon、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-07
  • [学会発表] 新規架橋性高分子を使用した蛋白質内包固定化不織布の作成2016

    • 著者名/発表者名
      井戸祐也、Anthony Macon、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
    • 学会等名
      第26回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-07-28 – 2016-07-28
  • [学会発表] 骨再生用綿形状バイオマテリアルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      春日敏宏、小幡亜希子、西川靖俊
    • 学会等名
      第36回 日本骨形態計測学会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-06-25 – 2016-06-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸固定化不織布の作成と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      水野光二、小枝周平、井口真樹人、小幡亜希子、春日敏宏、水野稔久
    • 学会等名
      第65回高分子年次大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2016-05-26 – 2016-05-26
  • [図書] Silica-based Nanoceramics (Chapter 2), Nanobioceramics for Healthcare Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Obata, Toshihiro Kasuga
    • 総ページ数
      316
    • 出版者
      World Scientific

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-22  

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