ナノ・マイクロファイバー骨格基材の電界紡糸設計:コンプライアント人工血管への応用

纳米微纤维支架的静电纺丝设计：在顺应性血管移植物中的应用

• 批准号: 16651068
• 负责人: 木戸秋 悟
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16651068/
• 关键词: エレクトロスピニング; 組織骨格基材; 小口径人工血管; 積層電界紡系; 混合電界紡系; 接合電界紡系

機械的安定性・生理的機能性・生体適合性を高いレベルで実現する組織工学骨格基材の作製技術を開発するために、電界紡糸法(エレクトロスピニング)を応用して小口径人工血管プロトタイプ設計を行った。電界紡糸法は、(1)骨格基材の構成分子種の選択(生体高分子・合成高分子)、(2)要素分子集合体の集合構造の設計・制御(ファイバー径・密度等)、(3)三次元秩序の設計・制御(配列・配向)、(4)細胞増殖因子等生理活性分子の導入(混合・埋入・固定)等の設計自由度が高く、よく設計・制御されたナノファイバー構造を有し、異なる物性・機能を持つ複種類のポリマーの混合化・積層化・多層化された機能的人工組織骨格基材・小口径人工血管の創製に有効である。本研究では、生体適合性エラストマーセグメント化ポリウレタン(SPU)および生体吸収性エラストマーpoly(lactic-acid-co-ε-caprolactone)(PLCL)のナノ・マイクロファイバーメッシュの機械的特性の設計法として紡糸時に混合溶媒を用いるファイバー接合度制御法を新たに開発し、これを用いてそれらのメッシュからなる小口径人工血管チューブのコンプライアンス設計を行ったところ、生体血管のコンプライアンスと同程度の範囲内でコンプライアンスを調節・設定することが可能となった。また、ファイバー径の細胞接着・増殖性への影響を検討したところ、ナノファイバーメッシュ骨格基材が細胞をよく接着・増殖させることがわかった。組織工学骨格基材の作製技術および医用デバイス化のための成型加工技術としての新しい電界紡糸法の活用法と、細胞との相互作用の適切化の基礎指針を確立することができた。

Mechanical stability, physiological functionality, biological suitability, development of tissue engineering bone matrix manufacturing technology, application of electrospinning methods, and design of small-diameter artificial blood vessels The electrospinning method includes the following steps: (1) Selection of constituent molecular species of bone lattice substrate (Bio-polymer/Synthetic polymer),(2) Design and control of assembly structure of elemental molecular assembly (3) Design and control of three-dimensional order (alignment and orientation);(4) Introduction of physiologically active molecules such as cell growth factors (Mixed, embedded, fixed) and other design freedom, design, control, structure, different physical properties, function, multi-type, hybrid, layered, multi-functional artificial tissue bone matrix, small-diameter artificial blood vessel creation. In this study, the biological fitness of the plant was studied. A New Method for the Design of Mechanical Properties of (lactic-acid-co-ε-caprolactone)(PLCL) and the Application of Mixed Solvents in Spinning Process The blood vessels of the body are regulated within the same range. The effect of cell adhesion and proliferation on cell growth and development is discussed. Tissue engineering: The basic principles for the fabrication of bone matrix and the formation of medical materials, for the activation of new electrospinning methods and for the adaptation of cellular interactions, have been established.

项目成果

Characterization of novel biodegradable segmented polyurethanes prepared from amino-acid based diisocyanate

由氨基酸二异氰酸酯制备的新型可生物降解嵌段聚氨酯的表征

• 发表时间: 2005
• 期刊: Macromolecular Symposia 224(Bio-Based Polymers)
• 作者: A. Takahara;M. Hadano;T. Yamaguchi;H. Otsuka;S. Kidoaki;T. Matsuda*
• 通讯作者: T. Matsuda*

Physicochemical properties and bio-degradation of segmented polyurethane and poly(urethane-urea) derived from lysine-based diisocyanate

赖氨酸二异氰酸酯衍生的嵌段聚氨酯和聚（氨基甲酸酯-脲）的理化性质和生物降解

• 发表时间: 2004
• 期刊: Trans.Mater.Res.Soc.Japan 29(6)
• 作者: T.Yamaguchi;H.Otsuka;S.Kidoaki;T.Matsuda;A.Takahara
• 通讯作者: A.Takahara

Structural feature and mechanical property of in situ-bonded meshes of segmented polyurethane electrospun from mixed solvents

混合溶剂电纺分段聚氨酯原位粘合网的结构特征和力学性能

• 期刊: J.Biomed.Mater.Res.Part B.Applied Biomaterials (印刷中)
• 作者: S.Kidoaki;I.K.Kwon;T.Matsuda
• 通讯作者: T.Matsuda

Electrospun nano- to microfiber fabrics made of biodegradable copolyesters: structural characteristics, mechanical properties and cell adhesion potential

• DOI: 10.1016/j.biomaterials.2004.10.007
• 发表时间: 2005-06-01
• 期刊: BIOMATERIALS
• 影响因子: 14
• 作者: Kwon, IK;Kidoaki, S;Matsuda, T
• 通讯作者: Matsuda, T

Mechano-active scaffold design of small-diameter artificial graft made of electrospun segmented polyurethane mesh fabrics

电纺分段聚氨酯网状织物小直径人工移植物的机械活性支架设计

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biomed.Mater.Res.A 73
• 作者: T.Matsuda;M.Ihara;H.Inoguchi;I.K.Kwon;K.Takamizawa;S.Kidoaki
• 通讯作者: S.Kidoaki