2015 Fiscal Year Annual Research Report
インクジェットによるセルロース・キチンナノクリスタルのデジタル成形と機能創出
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26712016
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
寺本 好邦 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40415716)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | セルロース / キチン / インクジェット / デジタル成形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【緒言】本研究では，主にキチンのナノクリスタル（ChNC，~10 nm幅・~100 nm長の棒状）が一般的なインク顔料と同等サイズであることに着目し，インクジェットによる微細成形を検討している。得られる成形物の細胞培養足場材としての適用性を評価するとともに，足場材のマイクロパターニングにより細胞の増殖・伸展方向や形態を制御すること等を目指している。前年度に，ChNCのインクジェット条件を確立した。キチンの生体親和性は脱アセチル化度 (DD) に依存するため，今年度は新たにChNC脱アセチル化物（dChNC）を調製してインクジェットで成形し，DDの細胞接着性への影響を主に調査した。
【実験方法】キチンを塩酸で加水分解してChNC水分散液を得た。このChNC水分散液を濃アルカリ中150°Cで処理して脱アセチル化した。得られたdChNCを各種機器分析に供した。各水分散液をインクジェット卓上実験装置Labojet-1000（(株)マイクロジェット製）からセロハンフィルム上に吐出・パターニングした。得られた微細成形体にマウス線維芽細胞L929を播種し，細胞接着性試験を行った。
【結果と考察】dChNCは，原子間力顕微鏡観察によりChNCと同様なナノクリスタル状を保っていること，広角X線回折ではキトサン結晶のプロファイルを有することがわかった。赤外分光によりDDを求めたところ60 %程度であった。dChNCのインクジェット成形は，ChNCと同様に良好に行えた。細胞試験の結果，ChNC上には細胞が接着しなかったのに対し，dChNCのμmオーダーのラインやドット状成形物の上に選択的に細胞が接着している様子が観られた。すなわち，選択的に酵素で分解可能なオール構造多糖（dChNCとセロハン）で構成されるマイクロパターン細胞足場材の構築に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，キチン系ナノクリスタルのインクジェットによる微細成形が可能となり，得られるマイクロパターン上に選択的に細胞接着することを見出したばかりでなく，ベース基材としてセロハンを用いることにより，足場材の全てが酵素を用いて高度に選択的に分解し得るという新たなコンセプトを考案するに至ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞足場材としての適用性評価を，パターニングの精度向上と接着細胞の生化学的評価の両面から行う。新たにバイオナノファイバーの微細成形に着手し，足場材以外の機能を発現する材料の構築も図る。
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| Causes of Carryover |
細胞培養関連試薬の購入量が想定を下回ったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
主に物品購入費として有効に使用する。
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| Remarks |
学会発表での受賞3件（光部ら，日本木材学会中部支部大会（高山）優秀発表賞: Kobe et al., the best poster presenter in Intl Symp IWoRS；鈴木ら，日本木材学会大会（名古屋）優秀ポスター賞）
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