Development of innovative artificial bone with drug release ability using photoresponsivity of carbon dots

利用碳点的光响应性开发具有药物释放能力的创新人造骨

基本信息

批准号：
22K19609
负责人：
横山敦郎
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

申請者らは、炭素原子のみから構成される新素材であるカーボンナノ物質（CNMs）を用いた生体材料の開発を目的に研究を行い、CNMsの高い骨組織適合性、チタンへの表面修飾、薬剤の担持の可能性について報告してきた。本研究においては、CNMsの一つであるカーボンドット (以下CD)に着目し、CDへの薬剤担持と光照射による放出制御、さらにリン酸カルシウムセラミックスへの担持を目的とした。CDは、その高い生体適合性と生分解性から、幅広い用途、特にバイオメディカル領域で新しい炭素材料としての応用が期待されている。本年度においては、光照射による薬剤の放出制御の方法を検討するため、CNMsの一種であるカーボンナノホーン (CNHs)にヒアルロン酸（HA）を介して抗菌剤であるミノサイクリン（MC）を結合し（CNHs-HA-MC複合体）、光照射によるMCの放出制御方法を開発し、抗菌性について検討した。CNHs-HA-MC複合体に近赤外光照射を行うことでMC単独と同等、もしくはより強い抗菌性を得ることが可能であった。これは、光熱効果によってCNHsから放出したMCの静菌作用とCNHsの発熱によるものと示唆された。リン酸カルシウム系セラミックスへのCNHsの吸着についても条件設定を行い、CNHsを安定して吸着することができた。CDについては、研究協力者であるA.Bianco博士とディスカッションを行い、同博士は、MCの化学修飾が可能な赤色発光性のCDを合成し、MCとの複合について検討を行っている。

申请人以仅由碳原子组成的新材料碳纳米材料（CNM）开发生物材料为目的进行了研究，发现了CNM的高骨组织相容性、钛的表面改性、药物的可能性加载中。在本研究中，我们关注碳点（以下简称CD），这是一种CNM，旨在将药物负载到CD上，通过光照射控制其释放，并将其负载到磷酸钙陶瓷上。由于其高生物相容性和生物可降解性，CD有望作为新型碳材料得到广泛的应用，特别是在生物医学领域。本财年，为了研究通过光照射控制药物释放的方法，我们通过透明质酸（HA）将抗菌剂米诺环素（MC）与CNM的一种碳纳米角（CNH）相结合.-HA-MC复合物），我们开发了一种通过光照射控制MC释放的方法，并研究了其抗菌性能。通过用近红外光照射CNHs-HA-MC复合物，可以获得与单独的MC相同或更强的抗菌性能。这被认为是由于 CNH 的光热效应和发热而从 CNH 释放的 MC 具有抑菌作用。我们还设定了磷酸钙陶瓷吸附CNHs的条件，并且能够稳定地吸附CNHs。关于CD，我们与我们的研究合作者A. Bianco博士进行了讨论，他合成了一种可以用MC进行化学修饰的发红光的CD，并正在研究它与MC的结合。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Application of Nanocarbons as Biomaterials for Bone Regeneration

纳米碳作为骨再生生物材料的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

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