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2009 Fiscal Year Annual Research Report

ナノゲルを基盤とした新規ドラッグデリバリーシステムの開発

Research Project

Project/Area Number 20240047
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

秋吉 一成  Tokyo Medical and Dental University, 生体材料工学研究所, 教授 (90201285)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森田 育男  東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 教授 (60100129)
森本 展行  東北大学, 工学研究科, 准教授 (00313263)
Keywordsナノゲル / 多糖 / ドラッグデリバリーシステム / タンパク質デリバリー / 再生医療用足場材料 / ナノゲル架橋微粒子 / プロスタグランジンE1
Research Abstract

本研究では、申請者らが独自に開発した自己組織化ナノゲル法をさらに発展させ、高機能性ヒドロゲルバイオマテリアルの開発と医療応用を目的とする。具体的には、構造制御された新規刺激応答性ナノゲルの開発およびナノゲルをビルディングブロックやテンプレートとして活用し、ナノ構造制御された機能性ヒドロゲルの設計法(ナノゲル工学)を確立し、新規ナノDDS、新規徐放制御マテリアルや組織工学等における新規人工細胞外マトリクスとしての応用展開を図る。
1)ナノゲル架橋ナノ微粒子の設計と利用:アクリロイル基置換コレステロールプルラン(CHP)ナノゲルの希薄水溶液中で複数のチオール基を有するポリエチレンオキサイド(PEGSH)誘導体と反応させ、ナノゲルが集積された100から200nmのラズベリー型のナノゲル架橋微粒子を合成しする手法を確立した。PEG鎖架橋でナノゲルが安定化され、ナノゲルとの架橋点であるエステル結合が加水分解することで、ナノゲルが徐々に放出しえる従来にない新しいナノ微粒子である。サイトカインであるIL12を内包したナノゲルから架橋ナノ微粒子が得られ、マウス皮下注射によりIL12を血中に長期徐放しえることを明らかにした。
2)ナノゲル-プロスタグランジンE1(PGE2)複合体の創傷治癒への応用:CHPナノゲルに創傷治癒を誘起しえるPGE2を複合体化し、裂傷の患部に塗布することで創傷治癒効果が格段に向上した。ナノゲルによりPGE2の局所徐放が可能になったことに起因することが明らかになった。
3)ナノゲル-ペプチド複合体による骨減少の抑制:CHPナノゲルにTNF-αとRANKLアンタゴニストペプチドを複合化させ、数回皮下投与することで、低カルシウムによる骨減少を効果的に抑制しえることが明らかになった。また、ナノゲル架橋ヒドロゲル系を埋め込むことで、1回投与によりペプチドの長期徐放に成功し、骨減少を抑制しえることもわかった。

  • Research Products

    (17 results)

All 2010 2009

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Functional cycloamylose-based biomaterial : application in a gene delivery system2010

    • Author(s)
      S.Toita, et al
    • Journal Title

      Biomacromolecules 11

      Pages: 397-401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nano-encapsulation of lipase by self-assembled nanogels : induction of high enzyme activity and thermal stabilization2010

    • Author(s)
      S.Sawada, et al
    • Journal Title

      Macromol Biosci (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Composite Nanomaterials by Self-assembly and Controlled Crystallization of Poly(2-isopropyl-2-oxazoline)-Grafted Polysaccharide2009

    • Author(s)
      N.Morimoto, et al
    • Journal Title

      Soft Matter 5

      Pages: 1597-1600

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ANA deficiency enhances BMP-induced ectopic bone formation via trans criptional events2009

    • Author(s)
      K.Miyai, et al
    • Journal Title

      J Biol Chem 284

      Pages: 10593-10600

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polysaccharide nanogel delivery of a TNF-a and RANKL antagonist peptide allows systemic prevention of bone loss2009

    • Author(s)
      N.Alles, et al
    • Journal Title

      Eur J Pharm Sci 37

      Pages: 83-88

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Osteoblastic bone formation is induced by using nanogel-crosslinking hydrogel as novel scaffold for bone growth factor2009

    • Author(s)
      C.Hayashi, et al
    • Journal Title

      J Cell Physiol 220

      Pages: 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of cholesterol-bearing pullulan (CHP)-nanogels in combination with prostaglandin El on wound healing2009

    • Author(s)
      H.Kobayashi, et al
    • Journal Title

      J Biomed Mater Res B 91

      Pages: 55-60

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cycloamylose-based Biomaterial : Nanogels of Cholesterol-bearing Cationic Cycloamylose for siRNA Delivery2009

    • Author(s)
      S.Toita, et al
    • Journal Title

      Chem Lett 38

      Pages: 1114-1115

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Raspberry-Like Assembly of Cross-Linked Nanogels for Protein Delivery2009

    • Author(s)
      U.Hasegawa, et al
    • Journal Title

      J Control Release 140

      Pages: 312-317

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      高橋治子, 秋吉一成, 三林浩二監修
    • Journal Title

      DDSナノデバイス,バイオ利用&健康デバイス(シーエムシー出版)

      Pages: 158-167

  • [Journal Article]2009

    • Author(s)
      秋吉一成, 国武豊喜監修
    • Journal Title

      分子シャペロン機能工学,超分子サイエンス&テクノロジー(NTS)

      Pages: 158-167

  • [Presentation] 多糖ナノゲル工学による新規バイオマテリアルの創製2009

    • Author(s)
      秋吉一成
    • Organizer
      第3回多糖の未来フォーラム-多糖の資源活用と機能探求に向けて-
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-06
  • [Presentation] Design of New Hydrogel Biomaterials by Nanogel Engineering2009

    • Author(s)
      秋吉一成
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Integrated Molecular/Materials Engineering(ISIMME2009)
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2009-10-26
  • [Presentation] Polysaccharide nanogel engineering for protein delivery system2009

    • Author(s)
      K. Akiyoshi
    • Organizer
      KIFEE workshop on environment, Energy and Materials
    • Place of Presentation
      Trondheim, Norway
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] ナノゲル工学による新規DDSの設計2009

    • Author(s)
      秋吉一成
    • Organizer
      第27回物性物理化学研究会「DDSと製剤基材の物性」
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-06-19
  • [Presentation] ナノゲル工学による新規バイオマテリアルの設計と応用2009

    • Author(s)
      秋吉一成
    • Organizer
      第58回高分子学会年次大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2009-05-29
  • [Presentation] Nanogel Engineering for Protein Delivery2009

    • Author(s)
      秋吉一成
    • Organizer
      8th International Symposium on Frontiers in Biomedical Polymers
    • Place of Presentation
      Mishima, Japan
    • Year and Date
      2009-05-20

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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