粒子分散により骨再生医療への貢献を目指すマルチディメンジョン・バイオマテリアル

多维生物材料旨在通过颗粒分散为骨再生医学做出贡献

基本信息

批准号：
20K05081
负责人：
川越大輔
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Oyama National College of Technology
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

项目摘要

2022年度に計画していたHA透明薄膜上での細胞試験について、生きた細胞を位相差顕微鏡で観察することができた。通常の合成方法で作製したHA粒子は、一次粒子がナノサイズと小さいものの凝集してしまうため、HAスラリーとした場合にマイクロオーダーの粒子のようにすぐに沈降してしまう。HA合成時に、クエン酸を添加し、適した条件で処理することにより、HAナノ粒子が分散したHAスラリーとすることができる。HAスラリー中のHA粒子は、すぐに沈降してしまうことがなく、たとえば成膜するときのスピンコートに用いた場合でも、スラリー中のHA粒子は均一な状態を保つことができ、均一なHA成膜が可能である。2022年度は、クエン酸で分散したHAナノ粒子を用いてスピンコート法により、ガラス基板上にHAを成膜し、550℃で20分間以上の電気炉加熱により有機物を除去し、透明なHA薄膜を作製した。得られたHA透明薄膜の上で、骨分化誘導により骨芽細胞に分化するMC3T3-E1細胞を播種し、5%CO2、37℃のインキュベーター内で一定期間培養したのち、位相差顕微鏡を用いてHA透明薄膜上の細胞を観察した。比較となるガラス上の細胞観察に比べて、鮮明度等は劣るものの、HA透明薄膜上で生きた細胞の挙動を観察することができた。しかし、詳細な解析を行うにあたっては、ガラス等の一般的に細胞培養や細胞観察に用いられる透明体上の細胞観察に比べて、細胞の観察がしづらい結果となった。これは、作製したHA透明薄膜の表面状態が均一でなく、表面粗さも高いことが関係すると考えられる。また、HA透明薄膜の表面を、より均一にし表面粗さを下げるためには、成膜で用いるHAスラリー特性の再検討が必要であることが分かった。

关于计划于2022年进行的HA透明薄膜的细胞测试，我们能够使用相差显微镜观察活细胞。使用传统合成方法生产的HA颗粒的初级颗粒虽然很小，为纳米级，但它们会聚集，因此当制成HA浆料时，它们会像微米级颗粒一样快速沉降。通过在HA合成过程中添加柠檬酸，并在合适的条件下加工，可以获得HA纳米颗粒分散的HA浆料。 HA浆料中的HA颗粒不会很快沉降，即使在成膜过程中用于旋涂，浆料中的HA颗粒也能保持均匀的状态，从而可以形成均匀的HA颗粒成膜。 2022年，我们将使用分散在柠檬酸中的HA纳米粒子，通过旋涂法在玻璃基板上形成HA薄膜，在电炉中以550°C加热20分钟以上，去除有机物，形成透明的透明玻璃基板。形成HA薄膜。在获得的HA透明薄膜上，接种通过成骨分化诱导分化为成骨细胞的MC3T3-E1细胞，在37℃、5%CO2的培养箱中培养一定时间，然后用相差显微镜检查观察HA透明薄膜上的细胞。虽然清晰度不如玻璃上细胞的对比观察，但我们能够在HA透明薄膜上观察活细胞的行为。然而，当进行详细分析时发现，与通常用于细胞培养和细胞观察的玻璃等透明体上观察细胞相比，观察细胞是困难的。这被认为与所制备的HA透明薄膜的表面状况不均匀、表面粗糙度较高有关。另外，为了使HA透明薄膜的表面更加均匀并降低表面粗糙度，发现有必要重新考虑成膜时使用的HA浆料的特性。