3次元組織培養における局所環境制御のためのハイドロゲルシステムの開発

开发用于 3D 组织培养中局部环境控制的水凝胶系统

基本信息

  • 批准号:
    21F20708
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.77万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-28 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The focus of my research was the development of various nanoparticle systems that could be introduced into commercial hydrogels to tune their properties. Together with a collaborator, I developed a method to coat large beads with functional polymers, a study that was published on Colloid and Interface Science Communications. Such a method required a precise control of the particles’ surface, and a second article that describes this surface reaction is currently under preparation. I then used this method to prepare gelatin-coated beads that are responsive to matrix metalloproteinase 9 (MMP-9), an enzyme that plays an important role in various diseases. The plan is to use these beads to develop a MMP-9 biosensor in FY22.Another nanoparticle system that I developed was based on gold nanorods and DNA, for the targeted release of enzymes. Gold nanorods can very efficiently heated using a red laser, and the resulting heath is transferred to the surrounding environment. When double strands of DNA are immobilized on the rods’ surface, the heath causes DNA melting and release of one strand. I confirmed this process using fluorophore-labelled DNA, the next step will be using an enzyme-labelled DNA. Finally, I also developed a liposomes loaded with Ca2+ ions, which could release their cargo when the temperature is above 40 C. An increase of Ca2+ ions can cause physical changes in some hydrogels, for example an increase in stiffness of alginate gels. In order to selectively heath only the liposomes, small (4 nm) gold particles were embedded in their phospholipid bilayer.
我的研究重点是开发各种纳米颗粒系统,这些系统可以引入商业水凝胶中以调节其性能。我与一位合作者一起开发了一种用功能聚合物包覆大珠子的方法,这项研究发表在《胶体与界面科学通讯》上。这种方法需要精确控制颗粒的表面,目前正在编写描述这种表面反应的第二篇文章。然后,我用这种方法制备了明胶涂层的珠子,这些珠子对基质金属蛋白酶9(MMP-9)有反应,MMP-9是一种在各种疾病中起重要作用的酶。计划在2022财年使用这些珠子开发MMP-9生物传感器。我开发的另一种纳米颗粒系统是基于金纳米棒和DNA,用于酶的靶向释放。金纳米棒可以使用红色激光非常有效地加热,产生的热量被转移到周围环境中。当双股DNA固定在杆的表面上时,健康会导致DNA熔化并释放出一股。我使用荧光团标记的DNA证实了这一过程,下一步将使用酶标记的DNA。最后,我还开发了一种负载Ca 2+离子的脂质体,它可以在40 ℃以上释放它们的货物。Ca 2+离子的增加可引起某些水凝胶的物理变化,例如藻酸盐凝胶的刚度增加。为了选择性地仅使脂质体健康,将小(4 nm)金颗粒嵌入其磷脂双层中。

项目成果

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竹内 昌治其他文献

単一神経細胞プレートのアセンブリによるin vitro神経回路構築
通过组装单个神经元板来构建体外神经回路
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉田 昭太郎;竹内 昌治
  • 通讯作者:
    竹内 昌治
微小プレートを用いた寄生虫の宿主細胞侵入過程の多角度観察
利用微孔板多角度观察寄生虫侵入宿主细胞的过程
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    手島 哲彦;尾上 弘晃;青沼 宏佳;嘉糠 洋陸;竹内 昌治
  • 通讯作者:
    竹内 昌治
神経ネットワーク構築のため単一神経細胞操作プレート
用于神经网络构建的单神经元操作板
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉田 昭太郎;手島 哲彦;栗林(繁富)香織;竹内 昌治
  • 通讯作者:
    竹内 昌治
Multi-angle confocal observation of single cells on magnetically handleable microulates
磁性处理微孔上单细胞的多角度共焦观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    手島 哲彦;尾上 弘晃;青沼 宏佳;嘉糠 洋陸;竹内 昌治
  • 通讯作者:
    竹内 昌治
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    徳田 崇;高橋 正幸;上嶋 和弘;太田 安美;元山 真由美;野田 俊彦;笹川 清隆;興津 輝;竹内 昌治;太田 淳
  • 通讯作者:
    太田 淳

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Development of dynamic hydrogel systems to tune local microenvironement in three dimensional cell culture system
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  • 批准号:
    22F20708
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 0.77万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    21H05013
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    $ 0.77万
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  • 批准号:
    02F00811
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    2002
  • 资助金额:
    $ 0.77万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    14750174
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
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    00J08538
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    2000
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rSC-EXO/NGF/Li-hydrogel调控神经-骨免疫成骨修复股骨头坏死研究
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相似海外基金

Engineering an affibody-functionalized hydrogel for the controlled release of insulin-like growth factor 1 (IGF-1)
设计用于控制释放胰岛素样生长因子 1 (IGF-1) 的亲和体功能化水凝胶
  • 批准号:
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    2022
  • 资助金额:
    $ 0.77万
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    Studentship Programs
Controlled Release of Pituitary Adenylate Cyclase Activating Polypeptide from a Hydrogel-Nanoparticle Delivery Vehicle for Applications in the Central Nervous System
从水凝胶-纳米粒子递送载体中控制释放垂体腺苷酸环化酶激活多肽,用于中枢神经系统的应用
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    547124-2020
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 0.77万
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Controlled Release of Pituitary Adenylate Cyclase Activating Polypeptide from a Hydrogel-Nanoparticle Delivery Vehicle for Applications in the Central Nervous System
从水凝胶-纳米粒子递送载体中控制释放垂体腺苷酸环化酶激活多肽,用于中枢神经系统的应用
  • 批准号:
    547124-2020
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Controlled Release of Pituitary Adenylate Cyclase Activating Polypeptide from a Hydrogel-Nanoparticle Delivery Vehicle for Applications in the Central Nervous System
从水凝胶-纳米粒子递送载体中控制释放垂体腺苷酸环化酶激活多肽,用于中枢神经系统的应用
  • 批准号:
    547124-2020
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 0.77万
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    Postgraduate Scholarships - Doctoral
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用于控制抗坏血酸释放的分子印迹隐形眼镜
  • 批准号:
    367289
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Enhanced Sternal Healing via Effect of Controlled Release and Spatial Retention of Platelet-Rich Plasma Impregnated in Biodegradable Gelatin Hydrogel
通过可生物降解明胶水凝胶中浸渍的富含血小板血浆的控制释放和空间保留作用来增强胸骨愈合
  • 批准号:
    25861234
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Healing of Dacron graft : role of bFGF and extracellular matrix using agarose hydrogel particles as a controlled release reservoir
涤纶移植物的愈合:使用琼脂糖水凝胶颗粒作为控释储库的 bFGF 和细胞外基质的作用
  • 批准号:
    19500379
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Structural Design of Micro-and Nano-gel Particles for Appropriate Controlled Release of Peptide Drugs
用于适当控制释放肽类药物的微米和纳米凝胶颗粒的结构设计
  • 批准号:
    16590038
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Elucidation of the mechanism of alveolar bone regeneration by controlled release of recombinant human FGF-2
重组人FGF-2控释阐明牙槽骨再生机制
  • 批准号:
    16591986
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of Microencapsulated Peptide Drugs with Specific Controlled Release Functions by Air Suspension Coating Process
空气悬浮包衣工艺开发具有特定控释功能的微囊化多肽药物
  • 批准号:
    12672098
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 0.77万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了