生体親和性と電気伝導性を併せ持つ生体再建材料の開発

本研究の目的は、シリコーンの表面にカーボンナノチューブ(CNT)をコートした材料を作成し、その電気伝導性を利用し細胞の接着・増殖・分化をコントロールできる新しい生体再建材料の開発を行うことである。昨年度までの研究でCNTのシリコーン表面への安定したコーティング方法を開発し導電性や物性の評価および細胞親和性の評価を行った。本年度は、生体安全性の評価としてラットを用いたin vitroでの検討を行った。ラット背部皮下にCNTコートしたシリコーンを埋入し、1、2、6週後での組織観察を行った。通常のパラフィン包埋では切片作成時にシリコーンが脱落してしまうため、組織中へのシリコーンの埋入状態の観察はゼラチン包埋した切片を用いた。ゼラチン包埋した試料では、シリコーンがラット皮下組織と隙間なく接触していることが観察された。H-E染色した試料では、埋入1週後ではシリコーン周囲に肉芽組織と炎症性細胞の浸潤が観察されたが、6週後では周囲の炎症性細胞は減少し、繊維性組織と新生血管が観察された。1週および6週のいずれの時期でもCNTコートしたシリコーン周囲組織で強い炎症症状などは観察されなかった。電気伝導性を利用した細胞誘導に関しては、直径30μm程度の細い足場へ多数の細胞を誘導することに成功した。また、PLLおよびFibronectinの修飾が誘導後の細胞の接着・増殖に有効であることが明らかになった。さらに、集積・配列させた細胞をいかにしてその位置で固定するかが問題として浮上したが、低温融解アガロースゲルを用いることでこれを解決することができた。これらの結果より、CNTコートしたシリコーンが少なくとも短期的には生体内でも安定していることが明らかになり、またCNTの導電性を利用した細胞の誘導とアガロースを用いた固定化がシリコーン上の細胞の組織化に有効である可能性が示唆された。

本研究の目的は、シリコーンの表面にカーボンナノチューブ(CNT)をコートした材料を作成し、その電気伝導性を利用し細胞の接着・増殖・分化をコントロールできる新しい生体再建材料の開発を行うことである。昨年度までの研究でCNTのシリコーン表面への安定したコーティング方法を開発し導電性や物性の評価および細胞親和性の評価を行った。本年度は、生体安全性の評価としてラットを用いたin vitroでの検討を行った。ラット背部皮下にCNTコートしたシリコーンを埋入し、1、2、6週後での組織観察を行った。通常のパラフィン包埋では切片作成時にシリコーンが脱落してしまうため、組織中へのシリコーンの埋入状態の観察はゼラチン包埋した切片を用いた。ゼラチン包埋した試料では、シリコーンがラット皮下組織と隙間なく接触していることが観察された。H-E染色した試料では、埋入1週後ではシリコーン周囲に肉芽組織と炎症性細胞の浸潤が観察されたが、6週後では周囲の炎症性細胞は減少し、繊維性組織と新生血管が観察された。1週および6週のいずれの時期でもCNTコートしたシリコーン周囲組織で強い炎症症状などは観察されなかった。電気伝導性を利用した細胞誘導に関しては、直径30μm程度の細い足場へ多数の細胞を誘導することに成功した。また、PLLおよびFibronectinの修飾が誘導後の細胞の接着・増殖に有効であることが明らかになった。さらに、集積・配列させた細胞をいかにしてその位置で固定するかが問題として浮上したが、低温融解アガロースゲルを用いることでこれを解決することができた。これらの結果より、CNTコートしたシリコーンが少なくとも短期的には生体内でも安定していることが明らかになり、またCNTの導電性を利用した細胞の誘導とアガロースを用いた固定化がシリコーン上の細胞の組織化に有効である可能性が示唆された。