2009 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
21791929
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
阿部 薫明 Hokkaido University, 大学院・歯学研究科, 助教 (40374566)
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Keywords | 歯科用材料・歯科理工学 / カーボンナノチューブ / フラーレン / 体内動態 |
Research Abstract |
本研究では、フラーレンやカーボンナノチューブ(以下、CNT)などの炭素系ナノ微粒子(ナノカーボン)のバイオ応用の可能性を検討する為に、まずナノカーボンの親水化処理、その体内動態の可視化を試みた。 CNTのバイオ応用への第一段階として、コハク酸過酸化物との反応によりCNT表面に多数のカルボン酸を提示させること、及びその定量に成功した。反応条件の検討から、最適条件では10wt%のカルボキシル基の導入に成功した。この化学修飾により、生体への投与の為の目標としていた、数百ppmの濃度での分散も可能となり、数週間に渡り沈殿を生じずに水中へと分散することに成功した。得られたCNT誘導体をマウスへと投与し経過観察を行った(最大4週間)ところ、状態観察・体重推移などから対照群との顕著な差異は見られなかった。投与後一週間のマウスから肺・肝臓を摘出し、透過型電子顕微鏡を用い観察したところ、各臓器へのCNT誘導体の到達・滞留が確認され、投与物質が血流に乗り各臓器へと到達している事が示唆された。また、CNTの蓄積が見られた臓器(肝臓)由来の細胞を用いて、刺激性の評価を行ったところ、著しい刺激応答は観察されなかった。今回行った細胞試験・動物実験などの結果からは、CNT誘導体の生体への顕著な毒性は見られなかった。 またCNTなどナノカーボンを生体へと応用する基礎検討として、水分子とグラフェンシートとの相互作用を分子軌道計算により評価した。グラフェン上に設置した水分子はシート上を拡散し、素早くシート末端へと移動したのち、末端の水素原子との相互作用により一時的に捕捉された後、グラフェン面から遊離する事が示された。またその捕捉様式には2種類の構造が存在する事も示された。
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Research Products
(38 results)
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[Journal Article] Internal distribution of micro-/nano-sized ceramics and metals particles in mice2010
Author(s)
Shigeaki Abe, Ikuhiro Kida, Mitsue Esaki, Nobuki Iwadera, Mami Mutoh, Chika Koyama, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Kuboki, Manabu Morita, Yoshinori Sato, Koichi Haneda, Tetsu Yonezawa, Balachan dran Jeyadevan, Kazuyuki Tohji, Fumio Watari
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Journal Title
J.Ceramic Society of Japan (in press)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Photophysical characterization of coumarin-doped poly(lactic acid)microparticles and visualization of the biodistribution2010
Author(s)
Shigeaki Abe, Takayuki Kiba, Kiyotada Hosokawa, Satoru Nitobe, Takashi Hirota, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Kuboki, Shin-Ichiro Sato, Fumio Watari, Iosif D.Rosca
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Journal Title
J.Electron Spectroscopy and Related Phenomena (in press)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Biodistribution imaging of magnetic nanoparticles in mice compared with X-ray scanning analytical microscopy and Magnetic Resonance imaging2009
Author(s)
Shigeaki Abe, Ikuhiro Kida, Mitsue Esaki, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Sato, Balachandran Jeyadevan, Yoshinori Kuboki, Manabu Morita, Kazuyuki Tohji, Fumio Watari
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Journal Title
Bio-Medical Materials and Engineering 19
Pages: 213-220
Peer Reviewed
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[Journal Article] Visualization of invasion into the body and internal diffusion of nanoparticles2009
Author(s)
Fumio Watari, Shigeaki Abe, Iosif.D.Rosca, Atsuro Yokoyama, Motohiro Uo, Tsukasa Akasaka, Noriyuki. Takashi, Yasunori Totsuka, Eri.Hirata, Makoto Matsuoka, Kosuke. Ishikawa, Sachiko. Itoh, Yasutaka. Yawaka
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Journal Title
Key Engineering Materials 396-398
Pages: 569-572
Peer Reviewed
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[Journal Article] Material nanosizing effect on living organisms : non-specific, biointeractive, physical size effects2009
Author(s)
Fumio Watari, Noriyuki Takashi, Atsuro Yokoyama, Motohiro Uo, Tsukasa Akasaka, Yoshinori Sato, Shigeaki Abe, Yoshinori Totsuka, Kazuyuki Tohji
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Journal Title
J.Royal Society Interface 6
Pages: S371-S388
Peer Reviewed
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[Journal Article] Physical properties of alminosilicate nanotubes, Imogolite, as scaffold and effect on osteoblastic mineralization2009
Author(s)
Kosuke Ishikawa, Tsukasa Akasaka, Yoshinobu Nodasaka, Natsumi Ushijima, Masayuki Kaga, Shigeaki Abe, Motohiro Uo, Yasutaka Yawaka, Masaya Suzuki, Fumio Watari
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Journal Title
Nano Biomedicine 9
Pages: 109-120
Peer Reviewed
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[Presentation] Internal distribution of several nano-magnetic particles in mice2009
Author(s)
Shigeaki Abe, Ikuhiro Kida, M.Esaki, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Kuboki, Manabu Morita, Koichi Haneda, Balachandran Jeyadevan, Yoshinori Sato, Kazuyuki Tohji, Fumio Watari
Organizer
9^<th> Asian BioCeramics Symposium(ABC2009)
Place of Presentation
Nagoya Congress Center, Nagoya
Year and Date
2009-12-09
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[Presentation] Observation of internal distribution of micro/nano-sized ceramics and metals particles in mice2009
Author(s)
Shigeaki Abe, Nobuki Iwadera, Mami Mutoh, Chika Koyama, Mitsue Esaki, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Manabu Morita, Yoshinori Kuboki, Koichi Haneda, Yasutaka Yawaka, Fumio Uchida, Tetsu Yonezawa, Fumio Watari
Organizer
22^<nd> International Symposium on Ceramics in Medicine(Bioceramics22)
Place of Presentation
Daegu(South Korea)
Year and Date
2009-10-28
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[Presentation] A Photophysical characterization of cumarin doped poly(lactic acid)micro particles and its fabrication for bioimaging2009
Author(s)
Shigeaki Abe, Iosif D.Rosca, Takayuki Kiba, Kiyotada Hosokawa, Hirohisa Kobayashi, Satoru Nitobe, Takashi Hirota, Tsukasa Akasaka, Motohiro Uo, Yoshinori Kuboki, Shin-Ichiro Sato, Fumio Watari
Organizer
11^<th> International Conference on Electronic Spectroscopy and Surface
Place of Presentation
Nara Prefectural New Public Hall, Nara
Year and Date
2009-10-06
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