医用材料-細胞界面のナノバイオインターフェイス制御

医用材料-细胞界面的纳米生物界面控制

基本信息

批准号：
17656217
负责人：
尾坂明義
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Okayama 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656217/
关键词：
有機-無機ハイブリッドスキャフォールド三次元培養有機修飾セラミックスゾルゲル法ドラッグデリバリーシステム組織再生細胞担持マトリックス医用材料血液タンパク質吸着血小板チタネート生体適合性アルギン酸

项目摘要

セラミックス多孔体のように脆性破壊せず,孔内で良好に細胞が生育可能な無機-有機ハイブリッドスキャフォールドを作製した。ポリジメチルシロキサン(PDMS)とテトラエトキシシラン(TEOS)を原料として得られた柔軟性ハイブリッド多孔体に各種哺乳類細胞を三次元で培養した結果,各細胞とも多孔体内で良好に生着している様子が観察された。また,ラジアルフロー型バイオリアクターの細胞担持マトリックスに適用した結果,HepG2細胞は良好に増殖し,単層培養に比べて3倍以上のアルブミン産生能を示した。有機鎖としてキトサンやゼラチン等の天然高分子を用いた有機-無機ハイブリッドについても多孔化と細胞適合性を検討した。キトサンやゼラチンはグリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS)と化学的に結合されることでハイブリッド化された。キトサンはGPTMSとのハイブリッド化により,骨芽様細胞の親和性が向上した。ゼラチンにGPTMSをハイブリッド化すると,GPTMSの量により得られるハイブリッドの分解性が調節可能で,ハイブリッド内に担持させたタンパク質の徐放速度をコントロールすることができた。さらに当初の計画にはなかったが,これらのハイブリッド多孔体を脳組織再生支援材料として用いる検討も開始した。この種の柔軟型無機-有機ナノハイブリッド多孔体は,多孔化が容易で孔径も自由に制御可能であることから,組織再生を望む箇所への吸収性インプラントやドラッグデリバリーシステムに用いられる薬剤,タンパク,DNA徐放用担体,細胞培養用の足場材料などへの応用が期待される。

我们制造了一种无机-有机混合支架，它不会像多孔陶瓷那样发生脆性断裂，并且允许细胞在孔内良好生长。在以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和四乙氧基硅烷（TEOS）为原料获得的柔性混合多孔材料中对各种哺乳动物细胞进行三维培养，结果发现每个细胞都成功植入到多孔材料内。此外，当应用于径向流生物反应器的细胞支持基质时，HepG2细胞增殖良好，并且白蛋白产量是单层培养的三倍以上。我们还研究了使用壳聚糖和明胶等天然聚合物作为有机链的有机-无机杂化物的孔隙率和细胞相容性。壳聚糖和明胶通过与缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）化学结合而杂化。壳聚糖与 GPTMS 的杂交提高了其对成骨细胞样细胞的亲和力。当明胶与GPTMS杂交时，可以通过改变GPTMS的量来调节所得混合物的降解性，并且可以控制混合物中支持的蛋白质的持续释放速率。此外，虽然这不是最初计划的一部分，但我们也开始研究使用这些混合多孔材料作为支持脑组织再生的材料。这种柔性无机-有机纳米杂化多孔材料可以很容易地制成多孔材料，并且可以自由控制孔径，因此可用于可吸收植入物和药物输送系统中需要组织再生的区域中使用的药物和蛋白质，有望应用于DNA缓释载体、细胞培养支架材料等。