インプラント周囲炎治療を可能とする光応答性ナノカーボンインプラントの開発

开发可治疗种植体周围炎的光响应纳米碳种植体

• 批准号: 20K10025
• 负责人: 平田 恵理
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K10025/
• 关键词: 近赤外光; カーボンナノホーン; 光温熱効果; 光線力学療法; インプラント周囲炎; 抗菌作用; 光増感剤; カーボンナノ物質; DDS; インプラント; 光応答性

本研究の目的は，カーボンナノ物質の光線力学作用を用いて，近赤外光を照射した際に抗菌作用を発揮させ，インプラント周囲炎に応用することである．本年度は，さらに高い殺菌効果を得るため，抗生剤であるミノサイクリン(MC)をカーボンナノホーン(CNHs)に修飾し，その効果を検証した．まず，近赤外光によってCNHsからMCを放出させるための条件を検討した．未処理CNHs(AsCNHs)と大気酸化CNHs(CNHox)を比較して，CNHoxはasCNHよりMCを多く担持することが明らかになった．一方で，CNHoxとMCを混和するとMCの効果が表れなかった．そこでCNHoxを生分解性ポリマーであるヒアルロン酸(HA)溶液に分散しMCを混和したMC/HA/CNHsを作製した．MC/HA/CNHsに近赤外光を照射することにより，MCと同等かそれ以上の静菌作用を示した．また，線維芽細胞を培養し，MC/HA/CNHsを添加した上で近赤外光を照射したところ，細胞増殖への影響は見られなかった．以上よりCNHsの光温熱効果を利用したMCの徐放が可能となった．

本研究的目的是利用碳纳米材料的光动力作用，在近红外光照射下发挥抗菌作用，并将其应用于种植体周围炎的治疗。今年，为了获得更高的杀菌效果，我们将抗生素米诺环素（MC）改造为碳纳米角（CNH）并验证了其有效性。首先，我们研究了使用近红外光从 CNH 中释放 MC 的条件。未处理的 CNHs (AsCNHs) 和大气氧化的 CNHs (CNHox) 的比较表明，CNHox 比 asCNH 负载更多的 MC。另一方面，当CNHox和MC混合时，MC的效果并未出现。因此，我们通过将CNHox分散在透明质酸（HA）（一种可生物降解的聚合物）溶液中并将其与MC混合来创建MC/HA/CNHs。通过近红外光照射MC/HA/CNHs，它们显示出与MC相当或更好的抑菌活性。此外，当培养成纤维细胞时，添加MC/HA/CNHs并照射近红外光，没有观察到对细胞增殖的影响。综上所述，利用CNHs的光热效应持续释放MC已成为可能。

项目成果

カーボンナノホーン修飾チタンにおけるマクロファージの極性変化

碳纳米角修饰钛中巨噬细胞极性的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村貞仁;平田恵理;髙野勇太;前田由佳利;坂入正敏;湯田坂雅子;横山敦郎
• 通讯作者: 横山敦郎

カーボンナノホーン修飾チタン上のM1-M2マクロファージの分極

碳纳米角修饰钛上 M1-M2 巨噬细胞的极化

• 发表时间: 2021
• 作者: 木村貞仁;平田恵理; 前田由佳利;横山敦郎
• 通讯作者: 横山敦郎

Development of antibacterial Carbon Nanohorns against peri-implantitis

开发抗菌碳纳米角对抗种植体周围炎

• 发表时间: 2021
• 作者: Eri Hirata; Yuta Takano; Yukari Maeda ; Sadahito Kimura; Masako Yudasaka; Atsuro Yokoyama
• 通讯作者: Atsuro Yokoyama

Application of Nanocarbons as Biomaterials for Bone Regeneration

纳米碳作为骨再生生物材料的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Niimi H;Ohsugi Y;Katagiri S;Watanabe K;Hatasa M;Shimohira T;Tsuchiya Y;Maekawa S;Hirota T;Kadokura H;Yokose S;Iwata T;Aoki A;平田恵理
• 通讯作者: 平田恵理

Multimodal CTC detection using stem cell antigen-specific immunosilica particles and immunofluorescent quantum dots

• DOI: 10.1038/s41427-021-00353-5
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: NPG Asia Materials
• 影响因子: 9.7
• 作者: Jeladhara Sobhanan;Yuta Takano;Sakiko Sugino;E. Hirata;Shohei Yamamura;V. Biju