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。

申请人进行了研究，目的是使用碳纳米材料（CNMS）开发生物材料，这是一种仅由碳原子组成的新材料，并报告了CNMS的高骨骼组织相容性，对钛的表面修饰，以及药物负荷的可能性。在这项研究中，我们专注于CNM之一（以下称为CD），旨在将药物携带在CD上，控制光辐照释放，并支持磷酸钙陶瓷。由于其高生物相容性和生物降解性，CD有望用作广泛应用的新碳材料，尤其是在生物医学领域。在今年，为了调查一种通过光照射控制药物释放的方法，我们开发了一种通过透明质酸（HA）与碳纳米霍恩斯（CNHS）（CNHS）结合抗菌剂minocycline（MC）来控制MC的方法，该方法通过透明度（通过Hyaluronic Actor）进行了释放（HA），并通过hyaluronction（HA）进行了释放，并进行了释放。抗菌特性。通过用近红外光照射CNHS-HA-MC复合物，可以获得与单独使用MC相同或更强的抗菌特性。这被认为是由于光热效应和CNHS发烧从CNH释放的MC的抑菌作用。还设置了用于在基于磷酸钙的陶瓷上吸附CNH的条件，并且CNHS可以稳定地吸附。关于CD，我们与研究合作伙伴A. Bianco博士进行了讨论，他目前正在合成红色亮度CD，该CD允许对MC进行化学修改，并正在考虑将其与MC结合。

项目成果

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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