酵素反応で自立発電するゲル製治療デバイスの開発

开发通过酶反应独立发电的凝胶处理装置

基本信息

批准号：
12J03759
负责人：
吉野修平
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku 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 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

発電機構を内蔵したエネルギー自立型の細胞治療システムの実現を目的としている。本年度は, 1.バイオ発電による細胞治療の検討と, バイオ発電フィルムとコンタクトレンズの一体化を前年度に引き続き行った。加えて1.で培った技術を利用することで, 皮下へ薬剤や水分を導入することができる皮膚貼り付け型使い捨てパッチの開発2.にも取り組んだ。1. バイオ発電による細胞治療の検討本研究は, 創傷部と通常部の間に発生する電流を果糖から発電するバイオ燃料電池を用いて増幅することで, 創傷部への細胞遊走を促進することを目的としている。バイオ燃料電池による細胞遊走の様子は, 前年度に開発したバイオ燃料電池と今年度新たに作成した評価系を用いることで, 角膜上皮細胞における電流と細胞の遊走速度の対応が確認された。また遊走に伴う細胞の生化学的な応答の観察にも成功した。最終的に, 光重合性のハイドロゲルを利用したバイオ発電フィルム内臓のコンタクトレンズ型の開発にも着手し, 動物実験を行った。2. 皮下貼り付け型皮膚パッチの開発昨年度開発した高効率バイオ電池を用いて, 有機物のみで構成された, 皮膚貼付型の電源内蔵使い捨てパッチを開発した。酸素透過性のメディカルテープに, 凍結乾燥処理を施し保存性を高めた酵素電極とPEDOTの配線を貼り付け, 燃料を含むゲルシートを組み合わせて使用する。グルコース溶液によるバイオ発電によって, 肌の保湿とマッサージ(しわ取り)に適した流量の水分を皮下に送り込めるという結果が得られた。また, 皮下への薬剤導入に関しても, モデル分子であるローダミンについて, ブタの皮膚を用いた実験で投薬促進効果が認められた。

目的是实现具有内置发电机制的不依赖能量的细胞治疗系统。今年，我们继续去年的工作： 1. 利用生物能发电以及生物能薄膜和隐形眼镜整合的细胞疗法的研究。此外，利用第1步中培育的技术，我们还开发了一种可以贴在皮肤上的一次性贴剂，可以将药物和水分输送到皮下。 1.利用生物发电进行细胞疗法的研究这项研究的目的是通过利用果糖发电的生物燃料电池放大伤口区域和正常区域之间产生的电流，从而促进细胞迁移到伤口区域。利用前一年开发的生物燃料电池和今年新创建的评估系统，我们确认了角膜上皮细胞中的电流与细胞迁移速度相对应。我们还成功地观察了与迁移相关的细胞的生化反应。最后，我们开始利用光聚合水凝胶开发内置生物电膜的隐形眼镜，并进行动物实验。 2、可贴在皮下的皮肤贴剂的开发利用去年开发的高效生物电池，我们开发了可贴在皮肤上、内置电源的一次性贴剂，仅由有机物制成。酶电极和PEDOT接线经过冷冻干燥以提高保存性，将其附着在透氧医用胶带上，并组合使用含有燃料的凝胶片。结果表明，使用葡萄糖溶液进行生物发电可以将适当的水流输送到皮下区域，以实现皮肤保湿和按摩（除皱）。此外，关于皮下药物导入，在使用猪皮的实验中发现模型分子罗丹明具有药物促进作用。