特集　バイオ関連材料と技術の最近の話題

再生医療におけるセラミックスの利用
■著者
産業技術総合研究所　セルエンジニアリング研究部門　松島　麻子　他

■要約
再生医療には「細胞」「足場」「因子」の3つが必要であるといわれる.我々は「細胞」として患者骨髄由来細胞を,「足場」としてセラミックス製人工骨・人工関節を使用し,骨の再生医療の臨床応用を行なってきた.本稿では我々の施設で行なっている臨床応用の概要と,足場としてのセラミックスの重要性,また再生医療の産業化に向けた標準化の取り組みについて述べる.


酸化チタン・有機高分子複合人工骨の開発
■著者
財団法人ファインセラミックスセンター (JFCC) 材料技術研究所　橋本　雅美

■要約
ナノサイズのTiO2とHDPEを用いてHDPE/TiO2複合体の調製を試み,TiO2のシラン処理および成形時のホットプレス圧力を変化させた場合に,複合体の機械的強度に与える影響を調べた.また,複合体の骨結合能を家兎の脛骨に埋入することにより調べた.


歯科材料におけるセラミックスへの期待と展望
■著者
九州大学大学院歯学研究院 口腔機能修復学講座生体材料工学分野　石川　邦夫

■要約
口腔は生命維持や社会生活に重要な役割を果たす器官である一方,温度変化や咬合力,口腔常在菌の存在など極めて過酷な環境にある.口腔内の過酷な環境において,生体内と生体外を貫通する歯の組織として生体が選択した組織はアパタイトである.アパタイトの表面修飾に代表されるセラミックス科学の展開によって口腔健康への大きな福音が期待される.


コバレントマテリアル(株)におけるバイオ事業への取組み
■著者
コバレントマテリアル(株)　コア技術開発グループ　伊藤　まどか　他

■要約
コバレントマテリアル(株)(旧 東芝セラミックス)は,半導体用シリコンウェーハ,石英ガラス,耐火物、セラミックスなどの「総合先端材料メーカー」として独自の材料技術や加工技術を蓄積し,様々なマテリアルを提供してきた. 近年,これまで培ってきた技術を応用することにより,環境・バイオ関連製品の開発にも取り組んでいる. 本稿では、コバレントマテリアル(株)独自の成形技術により開発したハイドロキシアパタイト製骨補填材NEOBONEの開発経緯,特徴,今後の展開,および細胞培養担体をはじめとするその他のバイオ関連事業に関する最近の研究開発状況について述べる.


金属系バイオマテリアル
■著者
東京医科歯科大学　生体材料工学研究所　塙　隆夫　他

■要約
金属材料は,その強度と靭性の大きさから多くの医療用部材に使用されており,他の材料での代替がむずかしい.そのため,生体適合性や生体機能性がその目的に応じて求められており,その達成のために,新たな合金と表面処理技術の開発研究が行われている.金属系バイオマテリアルの現状と課題,新合金の開発,新たな表面処理技術について述べる.


高潤滑性ポリマーナノグラフト法による革新的な人工関節の開発
■著者
東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻　京本　政之　他

■要約
筆者らは2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン (MPC) ポリマーをCLPE表面にナノグラフトした革新的な人工関節用カップ (CLPE-g-MPC) を開発した.MPCは,細胞膜を構成するリン脂質分子に着目し分子設計されたメタクリル酸エステルで,石原が大量合成法を確立し,そのポリマーは様々な方面で応用が進められている.このMPCポリマーを用いて基材表面を処理すると,容易に人工細胞膜構造を構築できる.この表面は優れた生体親和性,抗血栓性を発揮するともに,親水性であることから水の薄膜層を形成する.これらの特性を利用した様々な医療デバイスが開発されており,すでに国内外で承認を受け臨床使用されるなどMPCポリマーの生体内での機能性,安全性は確立されている.


再生医療と細胞シート工学
■著者
東京女子医科大学先端生命医科学研究所・博士研究員　津田　行子　他

■要約
本稿では細胞シートを作製しうる温度応答性培養基材について紹介し,細胞シート工学について概説する.中でも,次世代の組織工学には必須の三次元化再構成組織中への毛細血管網の再生技術における我々の最近の取り組みについて概説したい.


DDS(ドラッグデリバリーシステム)
■著者
神奈川科学技術アカデミー　横山「高分子ナノメディカル」プロジェクト　横山　昌幸

■要約
ドラッグデリバリーシステム(DDS)の概要と,高分子材料とが使われている現状を説明する.DDSは吸収改善,コントロールドリリース,ターゲティングの3つの方法論に分類される.また,DDSはどこの部位に使われるかで,用いられる材料に要求される性質が大きく異なる.経皮吸収や経肺吸収のDDSの例を示しながら,DDSに応用するための高分子材料設計法をいくつかの例で説明する.


バイオデバイス創製のための機能性ナノインターフェイス
■著者
東京大学大学院工学系研究科　マテリアル工学専攻　高井　まどか

■要約
低侵襲・高精度な小型医療用バイオデバイス創製のための機能性バイオインターフェイスを,タンパク質や細胞の非特異的吸着を抑制する機能,生体適合性を有するリン脂質ポリマーバイオマテリアルを基盤として創製した.ガラスやプラスチックなどのバイオデバイス基材との適合性を考慮したポリマー設計により,生体適合性に優れるバイオインターフェイスが構築できた.バイオ分子の吸着を抑制するだけでなく,電気浸透流移動度の制御が可能な,電荷を有するナノバイオインターフェイスがリン脂質ポリマーによって構築できた.このように,リン脂質ポリマーは,生体適合性だけでなく,様々な特性を複合化させることが可能なことから,革新的医療デバイス創製の基盤バイオマテリアルとして期待される.


電界効果を基本原理としたバイオセンシングデバイス
■著者
東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻　坂田　利弥　他

■要約
近年,創薬,医学研究,さらには臨床検査への応用を目指して様々なバイオセンシングデバイスの研究・開発が活発に進められている.本稿では,生体分子固有の電荷を電界効果により検出するバイオトランジスタについて紹介し,特に遺伝子多型解析や細胞を使った薬剤スクリーニングについて筆者らの研究を中心に説明する.


タンパク質と反応性高分子からなる機能性ハイドロゲルの構築
■著者
(株)三菱化学科学技術研究センター　機能商品研究所　田中　裕之

■要約
我々は,タンパク質と反応性高分子から構成されるナノ粒子が主体である3次元ナノ構造体 を基板表面に構築し,プロテインマイクロアレイの検出感度を大幅に向上させることに成功した.今回はこの3-D NPHの構造と,これを用いたタンパク質間相互作用の検出に関して報告する.


抗血栓性と細胞接着性を併せ持つコラーゲンマトリックスの構築
■著者
物質・材料研究機構　生体材料センター　田口　哲志　他

■要約
本稿では,アルカリ処理コラーゲン (AlCol) をCADによって架橋したマトリックスの物理化学的性質,ヒト臍帯静脈血管内皮細胞 (HUVEC) 接着性および抗血栓性評価を行った結果について紹介する.


連載
第二次世界大戦後の日本のセラミックス科学の発達に友好と親善に尽力した世界の大学教授と科学者(31)アメリカ　ペンシルバニア州立大学でGeochemistryの教授として,セラミックス(ガラスを含む)に関するスペクトロスコピイなどの研究をすると共に,鍾乳洞の探検が大好きで,ペンシルバニア州の公式の証明書を持っているW. B. (Will)White教授
■著者
宗宮　重行