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骨再生を目的とした表面修飾高機能化カーボンナノチューブの開発

用于骨再生的表面改性和高功能碳纳米管的开发

基本信息

批准号：
12J06076
负责人：
平田恵理
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

CNTsは表面にタンパクなどを修飾することにより, 生体適合性を付与するだけでなく目的に応じて高機能化することが可能である. 線維芽細胞増殖因子(FGF)は, 骨髄間質細胞(BMSC)の増殖を促進することがすでに報告されている. また, 初期の骨再生を促進することも報告されている. そこで本研究では, CNTsを表面修飾として骨再生に応用するために, FGFをCNTsに化学的に修飾した高機能化CNTs (FGF-CNTs)を開発した.FGFを化学的に修飾後も, 細胞増殖に対する効果は維持されていた. また, FGF-CNTsをコラーゲンスポンジ表面にコートした, FGF-CNTコートスポンジを作製し, ラット頭頂部の骨膜下に埋入したところ, スポンジのポア内部に骨形成が観察された. これは, 骨形成時においてCNTsがスポンジの構造を保持し, 表面のFGFが骨形成を促進したと考えられた. この方法を用いて, 骨誘導性低分子ペプチドをCNTsに修飾し, さらに安全で効果的な骨形成のための高機能化CNTsを開発している.また, CNTsの長期的な安全性の評価のために, CNTsでコートしたコラーゲンスポンジ(CNTコートスポンジ)をラット大腿骨に埋入し, 2年後にサンプリングしTEMにて周囲組織を観察した. コラーゲンは全て吸収されており, 残存したCNTsの起炎性は弱く, マクロファージ等に貧食された. さらに, CNTsは組織内部で分散していた. これより, CNTsは生体適合性が高く, 生体内では分散する傾向があることが示された.

The surface of CNTs is modified to give them high functionality. Fibroblast growth factor (FGF) promotes the proliferation of bone mesenchymal cells (BMSC). This report describes how bone regeneration is promoted in the early stages of bone regeneration. In this study, CNTs were chemically modified for use in bone regeneration, and FGF was chemically modified to develop highly functional CNTs (FGF-CNTs). After FGF was chemically modified, the results of cell proliferation were maintained. FGF-CNTs are embedded under the periosteum at the top of the head. The structure of CNTs is maintained during bone formation, and FGF on the surface promotes bone formation. The method is used to modify osteoinductive low molecular weight CNTs, and to develop highly functional CNTs with safe and effective bone formation. In addition, the long-term safety of CNTs was evaluated. CNTs were embedded in the thigh bone. After 2 years, the tissue of CNTs was examined. The whole body of the CNTs was absorbed and the residual CNTs were inflamed. Today, CNTs are dispersed within the organization. In vivo, CNTs tend to be highly adaptable and dispersed.