骨組織の補填と治療を両立するメゾ多孔質シリカ/水酸アパタイト複合ナノ結晶の創製

制备与骨组织替代和治疗相容的介孔二氧化硅/羟基磷灰石复合纳米晶体

基本信息

  • 批准号:
    19J21315
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.6万
  • 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:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-25 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

前年度までに,水酸アパタイト (HAp) にケイ酸を含有した粒子 (SiHAp) を創製し,粒子表面にポリエチレングリコール (PEG) の修飾を行うことで,粒子表面の中間水成分割合の増加とコラーゲン (Col) 吸着状態の変化が見られた。そこで本年度は,SiHAp粒子表面にPEGを複数の濃度で修飾し,水和状態とCol吸着状態の関係性を評価・考察した。PEG修飾量の増加に伴いColとSiHAp粒子の接触を防ぐ中間水の成分割合が減少し,水分子のO-H伸縮振動の非対称性が増加した。さらに,Col吸着状態を水晶振動子マイクロバランス測定装置 (QCM-D, Quartz Crystal Microbalance with Dissipation) にて測定した結果,PEG修飾により,Colの吸着開始から32~34分でエネルギー散逸変化量が劇的に増加し,Col分子同士が架橋反応して生体内で普遍的に存在するColの三重螺旋構造が形成する現象 (フィブリル化) が起きたことが示唆された。また,QCM-Dによる吸着Colの粘弾性物性と,フーリエ変換型赤外分光光度計によるタンパク質二次構造の解析から,水分子のO-H非対称伸縮振動の成分割合の増加に伴うColのフィブリル化の促進が示唆され,SEMによる形態観察から,実際にColのフィブリル化が促進されている様子が観察され,水和層の水分子のO-H伸縮振動の非対称性が増加するにつれて,Colのフィブリル化も促進されるという関係性を見出した。また,PEGを修飾していないSiHAp粒子では,中間水の成分割合が増加し,水分子のO-H対称伸縮振動成分の割合も増加し,フィブリル化が抑制される傾向が見られた。これらの結果から,HAp粒子表面の水和状態がColのフィブリル化にとって重要なパラメータであることを見出した。
In the past year, the formation of SiHAp particles and the modification of PEG particles on the surface of SiHAp particles have increased the separation and adsorption of Col particles. This year, the relationship between PEG concentration and adsorption state of SiHAp particles was investigated. The increase of PEG modification is accompanied by the decrease of the contact between Col and SiHAp particles, and the increase of the asymmetry of O-H stretching vibration of water molecules. Col adsorption state crystal oscillator measuring device (QCM-D, Quartz Crystal Microbalance with Dissipation) The results showed that PEG modification resulted in a significant increase in the amount of Col released from 32 to 34 minutes after adsorption. Col molecular homologies are common in organisms, and the formation of Col triple helix structures is a phenomenon that has been demonstrated by the existence of Col triple helix structures. In addition, the viscosity properties of Col adsorbed by QCM-D, the secondary structure of Col adsorbed by QCM-D, the increase of the composition and combination of O-H asymmetric stretching vibration of water molecules, and the promotion of Col adsorbed by QCM-D were observed by SEM, and the promotion of Col adsorbed by QCM-D was observed by SEM. The asymmetry of O-H stretching vibration of water molecules in water and water layers is increased, and the relationship between Col and O-H stretching vibration is shown. In addition, PEG modification of SiHAp particles increases the composition and combination of intermediate water molecules, increases the separation and combination of O-H symmetric vibration components of water molecules, and suppresses the tendency of fluorescence. As a result, the surface water and state of HAp particles are changed from Col to Col.

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Preparation of Nanoporous Silica/Hydroxyapatite Hybrid Particles for Ef fectively Controlling Protein-interactions
纳米多孔二氧化硅/羟基磷灰石杂化颗粒的制备用于有效控制蛋白质相互作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    片岡 卓也;多賀谷 基博;Shota Yamada; Tania Guadalupe Penaflor Galindo; Motohiro Tagaya
  • 通讯作者:
    Shota Yamada; Tania Guadalupe Penaflor Galindo; Motohiro Tagaya
PEG functionalization effect of silicate-containing hydroxyapatite particles on effective collagen fibrillation with hydration layer state change
含硅酸盐羟基磷灰石颗粒的 PEG 功能化对水化层状态变化的有效胶原纤维化的影响
  • DOI:
    10.1039/d1cp04768j
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Yamada Shota;Chai Yadong;Tagaya Motohiro
  • 通讯作者:
    Tagaya Motohiro
Fluorescence and biological stabilization of phosphorus-functionalized mesoporous silica nanospheres modified with a bis(8-hydroxyquinoline) zinc complex
双(8-羟基喹啉)锌配合物修饰的磷功能化介孔二氧化硅纳米球的荧光和生物稳定性
  • DOI:
    10.1039/d1ma00636c
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Saito Norio;Noda Daichi;Shang Yucheng;Yamada Shota;Tagaya Motohiro
  • 通讯作者:
    Tagaya Motohiro
コラーゲン吸着状態の制御を実現するPEGシラン修飾水酸アパタイト粒子の創製
制备PEG硅烷改性羟基磷灰石颗粒,实现胶原蛋白吸附状态的控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山田 翔太;多賀谷 基博
  • 通讯作者:
    多賀谷 基博
水酸アパタイトナノ粒子膜表面における水和状態が吸着タンパク質二次構造へ与える影響
羟基磷灰石纳米粒子膜表面水合状态对吸附蛋白质二级结构的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山田 翔太;多賀谷 基博
  • 通讯作者:
    多賀谷 基博
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山田 翔太;多賀谷 基博;山田翔太,多賀谷基博;多賀谷 基博;多賀谷 基博
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    多賀谷 基博
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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    0
  • 作者:
    江村 恵太;花岡 悟一郎;松田 隆弘;縫田 光司;山田 翔太;山中脩也
  • 通讯作者:
    山中脩也

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  • 发表时间:
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知道了