生体吸収性ナノファイバーを応用した3次元組織再建デバイスの開発

使用生物可吸收纳米纤维开发3D组织重建装置

基本信息

批准号：
17650133
负责人：
高久田和夫
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

エレクトロスピニング法によるナノファイバー作製法を利用すると,極めて緻密な薄膜を作製することができる.この薄膜は細胞不透過性であるが酸素や栄養因子の透過性を持つという機能性を有していると期待される.そこで生体材料を用いてナノファイバー膜を作製し,さらにMEMS技術などを援用することにより,3次元構造を持つ生体組織再建用デバイスを開発するための基礎研究を行った.1.ナノファイバー膜の試作臨床応用可能な生体材料として,臨床応用されている生体吸収性材料のポリカプロラクトンを採用し,エレクトロスピニング法によってナノファイバー膜を製作した.作製条件を変化させて種々のナイファイパー膜の製造を行ない,適切な条件を見出した.2.3次元構造を持つデバイスの試作3次元的構造を持った細胞デバイスとして,水溶性繊維を利用した試作を行った.アルギン酸ナトリウム・カルシウムイオンハイドロゲルで水溶性繊維を作製した.繊維をポリカプロラクトンのナノファイバーで覆って溶出させることにより,管腔構造を持つナノファイバー膜を作製することができた.さらに細胞接着性を改善するためにゼラチンなどによるコーティングを行った.3.MEMS技術の応用MEMS技術の応用による3次元構造細胞デバイスの基礎実験として,幅と深さが0.5mmの溝を有するポリカプロラクトン膜の製作を行った.ステンレス鋼板を微細加工することによりオス型を作製し,ポリカプロラクトン膜を押し付けることにより形状付与した.この膜についてもゼラチンなどによるコーティングを行った.4.デバイス膜上での細胞培養実験作製された膜上で血管内皮由来のUV♀2細胞の培養実験を行ない評価を行った. コーティングなしの膜上での細胞増殖は遅く細胞接着性の問題と考えられた.コーティングされた膜上では細胞増殖が観察された.また管腔内や溝内に細胞を侵入させ培養を行った結果,管腔内および溝上での細胞の増殖を確認することが出来た.

通过使用静电纺丝纳米纤维制造方法，可以制造极其致密的薄膜。这种薄膜具有细胞不可渗透但氧气和营养因子可渗透的功能，因此，通过使用生物材料和MEMS技术制造纳米纤维膜。，我们正在进行基础研究，开发具有三维结构的生物组织重建装置。 1.纳米纤维膜的原型制作我们使用临床上使用的生物可吸收材料聚己内酯作为临床适用的生物材料，并通过静电纺丝法制备纳米纤维膜。2.具有三维结构的装置的原型制作。我们使用水溶性纤维作为具有三维结构的细胞装置。我们使用海藻酸钠/钙离子水凝胶进行了水溶性纤维的试制，通过用聚己内酯纳米纤维覆盖纤维并对其进行洗脱，我们能够制造出具有管腔结构的纳米纤维膜，此外，还用明胶等进行了涂层。 3. MEMS技术的应用应用MEMS技术开发三维结构细胞器件。作为基础实验，我们制作了具有宽度和深度为0.5mm的凹槽的聚己内酯膜。通过对不锈钢板进行微机械加工来制作阳模，并通过压制聚己内酯膜来形成形状。膜上还涂覆有涂层。 4.装置膜上的细胞培养实验在制作的膜上进行来自血管内皮的UV♀2细胞的培养实验并进行评价。未涂覆的膜上的细胞增殖缓慢，被认为是细胞粘附的问题。在涂覆的膜上观察到细胞增殖。我们还通过侵入管腔和凹槽来培养细胞，结果我们能够确认。细胞在管腔内和凹槽上增殖。