エレクトロスピニングによるナノファイバー形成を応用した組織骨格基材の機能的設計

应用静电纺丝形成纳米纤维的组织骨骼基质的功能设计

• 批准号: 15651054
• 负责人: 木戸秋 悟
• 金额: $ 2.5万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15651054/
• 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; 積層電界紡糸; 混合電界紡糸

本研究では、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骨格基材の開発を目的とし、(a)骨格基材の構成分子種の選択(生体高分子・合成高分子)、(b)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)、(C)三次元秩序の設計・制御(配列・配向)、(d)細胞増殖因子等生理活性分子の導入(混合・埋入・固定)等の設計要因を、使用する細胞との相互作用を最適化するように決定することが可能な方法として電界紡糸法(エレクトロスピニング)を応用した。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、新しい機能的人工組織骨格基材の創製のため、次の二項目の課題を検討した。1)種々の生体高分子および機能性合成高分子のナノファイバー構造の設計・制御:コラーゲン、ヘパリン等の、細胞外マトリックスの構成高分子や、ポリ乳酸等の生分解性高分子、感温性・光反応性基を導入したゼラチン等の機能性高分子等、のポリマーをエレクトロスピニングし、それぞれのポリマーからナノ・マイクロファイバーを生成する条件およびナノ構造体の制御条件を確立した。2)2連式エレクトロスピニングによる混合・多層化機能性マトリックスの作製と医用デバイス化の検討:新しく開発した2連式エレクトロスピニングにより、ナノ・マイクロファイバーメッシュを混合・積層化・多層化する人工組織骨格基材の形成術を確立した。医用デバイスへの応用検討として、小口径人工血管のプロトタイプモデルとなり得る、内腔面にコラーゲンナノファイバーマトリックスを、外側層にセグメント化ポリウレタンのマイクロファイバーマトリックスを有する二層型メッシュチューブの作製を行った。

This study で は, mechanical stability, physiological function of sex, birth body fit を high い レ ベ ル で be presently す る organization framework base material の open 発 を purpose と し, (a) bone base material の forming molecular の sentaku (body, polymer synthesis, polymer), (b) elements of molecular assembly の の collection structure design, suppression (フ ァ イ バ ー diameter, density, etc.), (C) three times Yuan imperial order の design, system (go to), (d) cells raised colonization factors such as physiological active molecules の import (mixed, embedment, fixed) by を の design, such as using す る cells と の interaction を optimization す る よ う に decided す る こ と が methods と な し て world spinning si method (エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン グ) を 応 with し た. よ く design, suppression さ れ た ナ ノ フ ァ イ バ ー を し, different structures な る property, function を hold つ complex type の ポ リ マ ー の hybridization, horizon is changed, multiple stratification さ れ た, new し い function of artificial tissue bone base material の created の た め の の two project topics, time を beg し 検 た. 1) kind of 々 の raw body polymer お よ び functional synthetic polymer の ナ ノ フ ァ イ バ の ー structure design suppression: コ ラ ー ゲ ン, ヘ パ リ ン の, extracellular マ ト リ ッ ク ス の form macromolecule や, ポ リ lactic acid の decomposability polymer, such as thermal resistance, anti 応 light base を import し た ゼ ラ チ ン の such as functional polymer, such as の ポ リ マ ー を エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン グ し, そ れ ぞ れ の ポ リ マ ー か ら ナ ノ · マ イ ク ロ フ ァ イ バ ー を generated す る conditions お よ び ナ ノ constructs の を suppression condition establish し た. 2) 2 even type エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン グ に よ る, mixed multiple stratification, functional マ ト リ ッ ク ス の cropping と medical デ バ イ ス change の 検 beg: new し く open 発 し た even type 2 エ レ ク ト ロ ス ピ ニ ン グ に よ り, ナ ノ · マ イ ク ロ フ ァ イ バ ー メ ッ シ ュ を mix, product stratification, multiple stratification す る artificial tissue bone base material の form を establish し た. Medical デ バ イ ス へ の 応 with beg と 検 し て, small diameter artificial blood vessels の プ ロ ト タ イ プ モ デ ル と な り る, lumen surface に コ ラ ー ゲ ン ナ ノ フ ァ イ バ ー マ ト リ ッ ク ス を, outer layer に セ グ メ ン ト change ポ リ ウ レ タ ン の マ イ ク ロ フ ァ イ バ ー マ ト リ ッ ク ス を have す る type 2 メ ッ シ ュ チ ュ ー ブ の cropping を line っ た.

项目成果

S.Kidoaki, I.K.Kwon, T.Matsuda: "Mesoscopic spatial designs of nano- and micron-fiber meshes for tissue-engineering matrix and scaffold based on newly devised multilayering and mixing electrospinning techniques"Biomaterials. (印刷中). (2004)

S.Kidoaki、I.K.Kwon、T.Matsuda：“基于新设计的多层和混合静电纺丝技术的组织工程基质和支架的纳米和微米纤维网格的介观空间设计”（出版中）。