2005 Fiscal Year Annual Research Report
アパタイト-高分子複合化と微細加工技術を組合せた人工角膜実質の開発
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15300176
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| Research Institution | National Institutes for Materials Science |
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Principal Investigator |
小林 尚俊 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料研究センター, アソシエートディレクター (90354266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大塚 英典 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料研究センター・主幹研究員 (00344193)
谷口 彰良 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料研究センター・アソシエートディレクター (70256759)
宮原 裕二 独立行政法人物質・材料研究機構, 生体材料研究センター・ディレクター (20360399)
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| Keywords | 人工角膜 / 微細加工技術 / 無機-有機複合化 / アパタイト / 生体材料 |
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| Research Abstract |
本研究では、人工角膜実質、人工角膜のデバイス化を実現をめざし、透明な高分子材料に、生体親和性と組織接着性を付与し、長期間にわたって安定に機能する、角膜実質代替材料の開発およびそのデバイス化の研究を行った。本年度は、動物由来角膜細胞を用いた細胞系を用いて、材料表面上での形成した多層化角膜上皮の長期安定性向上を目指して材料改良する研究を行うと共にデバイスへの組み上げ実験及び基礎的な動物試験で有用性を検証した。ピリジンユニットの多点吸着によって長期安定な基板修飾を可能とするPEG-ポリピリジングラフト共重合体を合成した。窒化シリコン基板表面にDNA、ペプチド、蛋白質などの生体分子を固定化する方法の最適化を行い、x線光電子分光(XPS)などを用いて分子配向性に関する研究を推進した。アミノシラン、チオールを末端に有する界面分子を用いて生体分子を固定化し、同時角度分解XPSにより表面からの深さ方向の情報を取得することにより、機能性界面分子の配向性を評価することができた。人工角膜上の上皮の安定性を向上させるために、PVAを用いてエレクトロスピニングを行いナノファイバー不織布を作製し、物理的なアンカリングの効果が上皮の安定性に寄与するか検証を行った。その結果、通常の接着蛋白固定化ゲル表面では培養が長期になると上皮がシート状で剥がれる減少が観察されたが、上記手法で作製した表面粗さが大きく、細胞との物理的なアンカリング効果による接着力の向上が期待される、接着蛋白固定化ナノファイバーシート上では、長期間に渡り安定に上皮が接着進展維持されることが判明した。また、ナノファイバーシート上の上皮も多層構造をとり、接着のみならず分化状態も維持される事が判明した。合成材料を用いた人工角膜上の上皮形成とその安定化に表面の形態が大きく影響する事が示唆され、生体内で長期間安定に機能する人工角膜の光学部分の設計にたいする大きな指針が得られた。また、人工角膜を組織と強固に接着させるためのHAp-PVA複合体辺縁部分を家兎を用いて検討を行った。微細加工により作製した鋳型を用いて200ミクロンサイズの規格化したマイクロポアを有するHAp-PVA複合体を家兎角膜マイクロポケット法を用いて検討した結果、マイクロポア内への組織侵入とアパタイトとの複合化に伴う血管の侵入が認められた。この結果から、ホスト組織へのデバイスの強固な固定が実現されることが期待される。
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[Journal Article] Synthesis of Polypyridine-graft-PEG Copolymer for Protein Repellent and Stable Interface.2006
Author(s)
Satomi, T., Ueno, K., Kobayashi, H., Tanaka, J., Tateishi, T., Otsuka, H.
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Journal Title
J.Nanosci.Nanotech. (In press)
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[Journal Article] Ligand Density Effect on Biorecognition by PEGylated Gold Nanoparticles : Regulated Interaction of RCA_<120> Lectin with Lactose Installed to the Distal End of Tethered PEG Strands on Gold Surface.2005
Author(s)
Takae, S., Akiyama, Y., Otsuka, H., Nakamura, T., Nagasaki, Y., Kataoka, K.
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Journal Title
Biomacromolecules 6(2)
Pages: 818-824
Description
「研究成果報告書概要(和文)」より
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