TechManage - Tech Manage 技術シーズ , 生命科学_その他TechManage - Tech Manage 技術シーズ , 生命科学_その他https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/生命科学_その他Sun, 22 Mar 2026 06:37:01 -0700http://zoho.com/sites/<![CDATA[短鎖ペプチドによる低コスト・高活性な新規凍結保護剤]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/ON-05318
次世代バイオ医薬品、再生医療用細胞、高機能食品などの凍結保存ソリューション

Advantages

  • 高活性・低濃度　　
従来の凍結保護剤（糖類系、アルコール系、モノマーアミノ酸系）が%オーダーの添加を要するのに対し、本ペプチドはmMオーダーの低濃度で高い凍結保護効果を発揮
  • 低毒性・広範な適用性
タンパク質構成アミノ酸からなり、毒性が低く、バイオ製剤、タンパク質製剤、食品、細胞など幅広い凍結保護対象に利用可能
  •  低コスト生産
低分子でシンプルな構造（2〜4のアミノ酸残基で構成）であるため、製造コストの面でメリットが大きい

Background and Technology

凍結保存技術は、医薬品や細胞の安定的な保存などに不可欠な技術である一方、従来の保護剤は高濃度添加による、変性、高コストが課題であった。
本発明は、低温感受性タンパク質・デハイドリンから発想を得て、更なる安全で低コストな剤の発見を目指し、ペプチド探索・評価を行った結果得られた成果である低温で失活しやすい（低温感受性）タンパク質・LDH（ Lactate dehydrogenase,乳酸脱水素酵素）をモデルタンパク質として、凍結保護活性を評価した。その結果、プロリンまたはヒスチジンという五員環を有する特殊なアミノ酸をN末端に配置したペプチドを有効成分とする凍結保護剤を見出した。
本ペプチド構造の特徴により、凍結融解時に露出したタンパク質の疎水部と相互作用し、凝集・変性を効果的に抑制し、リフォールディングを促進することで、タンパク質を元の状態に戻すと考えられる従来のモノマーアミノ酸と比較し、10〜数十倍程度と著しく凍結保護作用が上昇することが確認された。

Data

  • 基礎研究完了：モデルタンパク質を用いた凍結失活・凝集・変性抑制作用の評価　（in vitro）を完了
  • 有効成分の特定：特に高い活性と溶解性を示すペプチド配列を特定済み（例：プロリルフェニルアラニン、プロリルロイシン、プロリルロイシルロイシンなど）

Partnering Model

1ｰ1　大学の保有する各種短鎖ペプチド、およびペプチド評価系を用いた、具体的な応用テーマ（バイオ製剤、食品など）で、保護活性の評価コラボレーション
1ｰ2　本短鎖ペプチドの研究用試薬提供

２．高活性ペプチドの最適化

３．安全性試験、生産スケールアップ

Patents

出願済（未公開）

Researchers

原 正和 , 苗村 和泉　(静岡大学 グリーン科学研究所)

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]]>Mon, 05 Jan 2026 11:57:45 +0900<![CDATA[創薬標的分子予測システムおよびデータベース]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/BK-05201
疾患のマルチオミクスデータ（ゲノム、トランスクリプトーム等）および標的候補の摂動応答オミクスデータ（遺伝子摂動応答トランスクリプトーム等）に基づいて創薬標的分子を予測するAIシステム、ならびに同システムで網羅的に予測された300以上の疾患に対する創薬標的分子候補を整備したデータベース

Advantages

  • 従来の標的分子予測手法よりも高い予測精度。
  • 既知の創薬標的分子の無い希少疾患等でも予測可能。
  • 希少疾患を含む300以上の疾患に対する創薬標的分子候補を整備済。



Background and Technology

創薬標的分子（薬剤で制御することにより疾患の治療につながる生体分子）の同定は医薬品開発における出発点であり、成功の鍵を握る重要なステップである。近年、創薬標的分子の枯渇が世界的な課題となっており、特に患者数が限られた希少疾患領域では、その深刻さが一層増している。創薬標的分子予測のための主要なアプローチには、一塩基多型（SNP）・ゲノムワイド関連解析（GWAS）やトランスクリプトームデータの利用があり、疾患と関連するSNPを持つタンパク質コード遺伝子や、疾患患者で発現が変動している遺伝子／タンパク質が創薬標的分子として選択される。しかしながら、これらの手法で予測される創薬標的分子候補は膨大かつバラツキがあり、有効な創薬標的分子の絞り込みが困難であった。

Current Stage and Key Data

  • 本システムで予測したタウオパチー等の新規標的分子について独立の大規模コホート研究で妥当性を検証済。
  • 300以上の疾患に対して網羅的に予測した創薬標的分子候補を整備したデータベース

Expectations

本システムを用いた新規創薬標的分子探索の共同研究開発／創薬標的分子予測アルゴリズムのノウハウライセンス供与／本システムの技術ライセンス供与

  • パートナー候補例：バイオテック／製薬企業、AIを用いた創薬ディスカバリー企業

Patents

  • 特許：特許出願済（未公開）※CDA下で未発表情報を開示可能

Publication

Researchers

山西芳裕　教授（東海国立大学機構 名古屋大学 大学院情報学研究科）


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]]>Fri, 30 May 2025 11:42:55 +0900<![CDATA[腫瘍マーカー遺伝子モデルによる膵癌切除判断支援]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/BK-05072
従来の腫瘍マーカーDUPAN-2・CA19-9に加えて、FUT2/3遺伝子タイプを組み合わせた指標（TMGM）により、
​膵癌切除手術可否を判断する方法

Advantages

  • 腫瘍マーカーの個人差を補正
  • 高い予後予測能力
  • １回の遺伝子型検査で判定
  • 適応範囲の拡大可能性


Background and Technology

膵癌治療ガイドラインでは、切除不能症例（UR）・切除困難症例（BR）・切除可能症例（R）に応じて薬物療法等を行い、腫瘍マーカーDUPAN-2やCA19-9の変化により切除のタイミングを判断する。しかし、腫瘍マーカー値は個人差によるバラツキが大きいことが課題であった。
FUT2/3はDUPAN-2やCA19-9等ルイス糖鎖の代謝に関わる酵素である。これまでFUT2/3の失活変異（存在率10-20%程度）が各マーカー値に影響し早期診断マーカーとしての閾値に影響することを示唆する先行報告があった。私たちは、腫瘍マーカーDUPAN-2・CA19-9値、FUT2/3の遺伝子タイプ、切除可能性分類、切除後の予後の関係を精査し、それらを組み合わせて、膵癌切除手術タイミングを判定する指標として腫瘍マーカー遺伝子モデル（TMGM）を開発した。

Current Stage and Key Data

臨床検体を用いた研究段階

  • 診断時切除不能（UR）患者の薬物療法後のコンバージョン手術において、TMGMが高い予後予測能力を示した。



Expectations

ライセンスパートナーまたは共同研究パートナーを募集中

  • パートナー候補例：診断薬企業、SNP診断キット装置企業、遺伝子診断企業、検査センター

Publication

Researchers

田中晴祥　助教（東海国立大学機構 名古屋大学医学部附属病院 消化器・腫瘍外科）　


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]]>Fri, 30 May 2025 11:20:26 +0900<![CDATA[超音波とアプタマーセンシングを利用した極微量分子計測]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/DA-05010

Advantages

  • 超音波とアプタマーセンシングを利用した極微量分子計測
  • 超高感度な測定が可能。サブpMの微小量を測定できる
  • 高い汎用性。アプタマーを作ることができる分子であればどのような分子でも測定可能
  • 微量分子の測定技術にご興味のある検出器メーカーや、本測定技術を利用されたい医療分野、環境分析、犯罪捜査などに関連する企業でのご活用を提案します

Background and Technology

近年、医療、環境科学、食品安全などの分野において、サブナノからフェムトモーラーまでの極微量な分子の高感度検出技術が求められている。従来は、ELISA法や量子ドットを用いた検出技術などがあるが、より高い検出感度や、より良い使いやすさ（標識や修飾が不要、簡単）、より広い汎用性といった課題がある。
筑波大学の宮川先生は、これらの課題を解決しうる、全く新しいコンセプトの微小量検出技術を開発した。これは、超音波によって発生する力を使い、極微量の物質の濃度を高感度でセンシングする技術である。強力な超音波を使い空気中や液中で物質を浮遊させる、「超音波浮揚」現象を応用する。
本技術のメカニズムを概説する。測定器は、それを満たす溶液中に漂うターゲット分子と、ターゲット分子に特異的に結合するアプタマー（測定器の底面に固定）、そしてそのアプタマーに結合するレポーターDNAがある（図１）。ターゲット分子の濃度が高い場合、アプタマーの多くがターゲット分子と結合するので、レポーターDNAはアプタマーに結合せず、測定器の底にたまっている（図２右）。このとき、超音波を垂直方向に照射すると、レポーターDNAは超音波によって底から浮揚し、最終的には測定器の中央に集まる（超音波は予め、測定器内で定在波を作り、節を中央部に作るように調整されている）。一方、ターゲット分子の濃度が薄い場合（図２左）、多くのレポーターDNAはアプタマーと結合しており、底にたまっている量が少ない。つまり、弱い超音波では測定器の中央に集まるレポーターDNAの量は少ない。しかし、超音波がある程度強くなれば、レポーターDNAはアプタマーから離れることができ、測定器中央に集まる量が増える。以上の現象を整理すると、測定器中央に集まるレポーターDNAの量と測定器に与える超音波の関係を見ることで、ターゲット分子の濃度を測定することができる（図２中央）。実際には、図２中央グラフのように、超音波を発生するための電圧（横軸）と、測定器中央に集まったレポーターDNAの割合（縦軸、顕微鏡観測と画像解析によりレポーターDNAを担持する粒子の個数を計測する）から検量線（図３、４）をあらかじめ作成しておく必要がある。

Data

  • モデルケースとして微小濃度のアルギニンを測定した。アルギニン特異的なアプタマーと、それに結合するレポーターDNA（ポリスチレン粒子に担持）を用いた実験系を構築した。アルギニンの濃度を変化しながら、超音波発生電圧とポリスチレン粒子の乖離率との関係性を計測した結果、図３のようになった。また、アルギニンの既知の濃度と図３中のプラトー部分（電圧に対して乖離率が変化しない部分）との関係をプロットした検量線（図４）を作成した。この検量線から、検出限界は0.28pMであった。

Expectations

私どもは、本技術を用いた計測装置の製品化に興味のある検出器メーカーを探しています。開発者とのコラボレーションによる製品開発や、特許ライセンスによる事業化をぜひご検討ください。また合わせて、本技術を利用した検査に興味のある医薬・医療、環境分析や犯罪捜査などに関連する企業様を探しています。極微小量の検出に関するニーズをぜひお寄せください。
研究者との直接のご面談によるお打合せも可能です。
また、筑波大学との秘密保持契約締結による未公開データ等の開示のほか、本テーマに関する共同研究についてご検討いただくことも可能ですので、お気軽にお問合せください。

Patents

特許出願済み（未公開）

Researchers

宮川　晃尚　助教　（広島大学、　元　筑波大学　数理物質系）　


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]]>Fri, 30 May 2025 10:49:54 +0900<![CDATA[標的分子阻害剤のIn Silicoスクリーニング受託研究]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/BK-04888
ドッキング計算結果を基にして、スーパーコンピューターを用いた独自の分子力場計算ソフトにより、結合予測構造と結合スコアー値を算出し、精度高くスクリーニングする。

Advantages

  • 先行既知の活性化合物が無くても実行が可能。
  • 結合予測構造とスコアー値を算出。
  • 化合物の構成原子ごとにスコアー値を分割可能。

Current Stage and Key Data

本技術によるSARS-CoV-2の3CL proteaseおよびpapain-like proteaseの阻害剤のスクリーニング実績あり（参考文献参照）。

Background and Technology

AI解析による標的分子のリガンド／阻害剤スクリーニングでは、先行の活性化合物に似た化合物・既知の化合物を探すため、全く新しい標的分子や違う骨格を探すのは難しい。本技術のin silicoスクリーニングでは、先行の活性化合物がなくても実行が可能である。
私たちは、これまでにSARS-CoV-2のプロテアーゼ阻害剤のスクリーニングを行い論文発表済み。また、国内外の多くのアカデミックと共同研究を行っている。

Expectations

  • 製薬企業から標的分子のリガンド／阻害剤スクリーニングの委託を受けて行う有償委託研究。
  • 成果物の取り扱いについて応相談。

Researchers


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]]>Tue, 15 Apr 2025 14:06:08 +0900<![CDATA[ロドプシンを利用した高効率な物質生産系]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/TT-05167
宿主にロドプシン変異体を導入し、光エネルギーを活用することで、バイオプロセスにおける物質生産性を向上させる

Advantages

  • 生産性の向上：光エネルギーを用いたATP再生は、宿主生物の自然な代謝を阻害することなく、バイオプロセスにおける律速要因となる細胞内エネルギー不足を補う
  • 多様な目的物質生産系・宿主への対応：ロドプシンの様々な変異体作成によるライブラリ構築を進行中

Background and Technology

生体反応を利用した物質生産工程であるバイオプロセスは、常温・常圧下で進行するため、一般的に高温・高圧を必要とする化学プロセスと比べてCO₂排出量の削減が期待されている。また、化学プロセスが複雑な反応を段階的に進める必要があるのに対し、バイオプロセスは細胞内の効率的な代謝系を活用することで、特に炭素数の多い複雑な化合物の生産において競争力を発揮すると考えられている。このため、市場規模の拡大が見込まれており、大規模な投資や実用化を目指した研究開発が盛んに行われている。一方で、細胞内のエネルギー源であるATPは、代謝反応や物質合成を支える重要な役割を果たすが、目的物質の生産性を高めるとATPの消費が加速し、ATP不足により生産性が限界に達する課題がある。さらに、ATP不足は細胞の生育やストレス耐性の低下を引き起こし、最終的にはプロセス全体の効率を阻害する要因となる。
本発明者らは、微生物由来のロドプシンというタンパク質に着目し、これらの問題を解決する方法を見出した。ロドプシンは細胞膜のイオンチャンネルの一つであり、光エネルギーを利用してプロトンを細胞外に排出するタンパク質である。細胞内でATPを合成する際は細胞外からプロトンを取り込む必要があるが、ロドプシンを宿主に導入することでプロトンが積極的に細胞外に排出されるため、ATP合成酵素はプロトンを効率的に再取り込みしてATPを再生する（下図）。これによりATP不足が解消され、有用物質の生産性向上が可能になる。さらに、ロドプシン遺伝子に変異を加えて機能を改良し、生産性や細胞増殖がさらに向上する高機能なロドプシンの開発も行っている。　また、光でATPを供給できることから、プロセスによっては、炭素源の削減、通気量（攪拌）の削減、二酸化炭素排出量の削減につながる可能性もある。
図　光エネルギーをATP再生に変換するシステム

Data

  • ロドプシンR17とその変異体（R17-N1、R17-N2、R17-N11）を導入した大腸菌にグルタチオンを産生させたところ、グルタチオン濃度、細胞当たりのグルタチオン含有量が向上した変異体（R17-N1）を得ることができた（下図）。

Expectations

発明者らは本技術の社会実装を目指し、396bio社（https://www.396bio.co.jp/）を立ち上げています。本技術にご興味がある企業様との協業により研究開発を加速していきたいと考えています。
本発明／プロジェクトに関し、研究者との直接のご面談によるお打合せや、静岡県立大学との秘密保持契約締結による未公開データ等の開示が可能な場合もありますので、お気軽にお尋ねください。

Publications

・大学からのプレスリリース：https://www.u-shizuoka-ken.ac.jp/news/20220406-1/

Patents

  • 特願2022-162218、US18/045012、EP.22200274.A

Researchers

原　清敬 准教授　（静岡県立大学　食品栄養科学部　環境生命科学科）　


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]]>Wed, 26 Feb 2025 14:16:19 +0900<![CDATA[縄文人度測定遺伝子検査]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/BK-05067
現代日本人と縄文人のゲノム比較・祖先構造解析により特定した一塩基多型（SNP）132個を用いて、個人の縄文人度を推定する。

Advantages

  • 縄文人のゲノム情報を用いた大規模なゲノム解析に基づくため、ロジカルかつ精度が高い。

Background and Technology

古代人のゲノム解析により、現代人の祖先構造の再構成や遺伝的な変遷や、現代人の表現型への影響を把握することができる。実際に、ネアンデルタール人との交雑によりもたらされたゲノム領域が、現代ヨーロッパ人においてCOVID-19の重症化リスクとなっていることや、数千年前の遊牧民によりもたらされたゲノム領域が、多発性硬化症のリスクとなることが判明している。このように過去を理解することで、現代への影響を理解し、個別化医療への応用が期待されている。
近年、現代日本人は、先住狩猟採取民である縄文人に北東アジアや東アジアからの移民が混合した三重祖先構造を持つことが判明した。しかし、日本の各地域集団における祖先構造は不明のままであった。また、縄文祖先の現代人の健康に与える影響や、縄文祖先に由来する現代人のゲノム領域も不明のままであった。
私たちは、縄文人を含む22名の古代人ゲノムと現代日本人集団であるバイオバンクジャパン20万人のゲノム情報を統合することで、現代日本人の祖先構造の解析を行なった。これらの現代人と古代人のゲノムの統合解析により、日本人は縄文人・北東アジア人・東アジア人の三祖先から構成され、かつその割合は地域差があることが判明した。また、現代人の縄文祖先割合に、ゲノムワイド関連解析を応用することで、縄文割合と関連のある132の独立した一塩基多型(SNP)を同定した。このSNPを用いて遺伝的縄文予測スコアを算出する方法を考案し、他の日本人集団のゲノムデータに対して10％程度の精度で祖先割合を推定できることを確認した。

Data

  • SNP132個の遺伝子検査により、個人の遺伝的縄文予測スコアを算出した。
  • コホート研究により遺伝的縄文予測スコアを評価した結果、10%程度の予測精度で個人の縄文人度を推定できることを確認済。
  • 論文発表済（参考文献参照）。

Expectations

  • DTC (Direct-to-Consumer) 遺伝子検査サービスを提供する企業へのライセンス供与。

Publications

Researchers

岡田随象　教授（大阪大学　大学院医学系研究科　遺伝統計学）

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]]>Wed, 12 Feb 2025 14:48:37 +0900<![CDATA[自由視点映像を利用した手術撮影システム]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/DA-05079

Advantages

  • 術者と術野の間に多視点カメラを配置して適切に観察視点を切り替えることにより、術野の遮蔽を防ぎながら撮影できる手術撮影システム
  • 360度多視点カメラが配置・撮影されているため、術野が見えなくなることがない
  • 本技術を用いて手術撮影システムを製品化・実用化していただける手術室の設備開発メーカーを募集

Background and Technology

直視手術中の動画撮影は手術の振り返りや記録といった目的だけでなく、若手外科医の学習用の教材としての利用など、医療現場でのニーズが高い。直視手術における動画撮影は、術者の頭上に設置した1台のビデオカメラで行われることが多いが、この場合、術者の覗き込み動作により頭や肩などの身体で遮られることが多く、有効な映像が撮影できない場面が多々あった。
筑波大学計算科学研究センターの北原教授らは複数台のカメラを円周上に配置して撮影する多視点撮影システムを用いることで遮蔽問題を解決できる手法を開発した。複数台の可視光（RGB）カメラを円筒状に切り出された金属の板（リグ）に斜め下向きで固定し、術者の手元を取り囲むように配置し，多視点映像を撮影する（下図（A,B））。術者の頭部や体の一部による遮蔽によって観察画像で手術器具などの被写体が観測困難になった場合，観測可能な他のカメラに自動で切り替えることにより，常に遮蔽のない視点から映像を撮影することができる。また、本撮影手法はカメラの位置が低く術野に対して浅い俯角で撮影するため、腹部の奥にある期間も撮影可能であり、手技のより自由な観察を実現できる（下図（C））。

Expectations

本技術を用いた手術撮影システムの開発をご検討いただける手術器具・装置を取り扱われている企業様を探しています。本発明／プロジェクトに関し、研究者との直接のご面談によるお打合せや、筑波大学に来ていただき実際のモデルをご覧いただくことも可能です。

Publications

高月　崚太郎、北原　格　他、信学技報, vol. 123, no. 37, MI2023-3, pp. 4-9, 2023年5月 

Patents

PCT/JP2021/012162

Researchers

北原　格　教授　（筑波大学　計算科学研究センター）

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]]>Fri, 01 Nov 2024 14:32:32 +0900<![CDATA[ランダム光による単回撮像の位相イメージング]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/JT-01647
1度の撮像のみで細胞などの動的かつ透明な対象物の位相・振幅データの高解像度取得が可能。

Advantages

  • 複雑な光学系や参照光が不要　→　小型化・低コスト化が期待できる
  • 従来の位相差顕微鏡では得られない詳細な定量情報が得られる
  • 機械学習法を組み合わせることも可能であり、処理の高速化によるコストダウンも期待できる

Background and Technology

従来、透明な生体試料などを高精度に観察するためには、位相差顕微鏡が広く利用されてきた。しかしながら、位相差顕微鏡では得られる情報が限定的であり、対象物の詳細な定量データを得る目的には不十分であった。また、構造化照明と組み合わせて画像を復元し定量データを取得した報告例はあるものの、ノイズが多く得られる情報は粗いという問題があった。一方、デジタルホログラフィーでは定量的なデータ取得が可能だが、参照光が必要なため光学系が複雑となり装置が大型化し、また複数回の撮像が必要となるため、細胞などの動的な対象物の観察には適していなかった。
本発明者は、これらの課題に対し、動的または静的な対象物に対して1回の撮像で、高分解度かつ定量的な情報を得ることができる革新的な画像解析法を開発し、この方法をSingle-shot phase imaging with randomized light (SPIRaL) と命名した。具体的には、SPIRaLではまず、空間的に振幅がランダムになるような干渉能を有するコヒーレント光や部分コヒーレント光（ランダムパターン構造化照明）を対象物に照射する。この光を照射して対象物を経由した光の強度情報から得られた画像に対して、フーリエ変換やウェーブレット変換といった画像処理を行うことで、対象物の複素振幅（振幅と位相の両方）の復元が可能となる。この処理には、対象物の持つスパース性に関する情報と、照射した光の情報を利用している。参照光とは異なり、複雑で大型の装置は不要で、生体試料などの動的な対象物の位相・振幅の定量的データ取得が小型装置かつ低コストで実現可能となる。さらに、機械学習とスパース性を組み合わせることも可能で、それにより高速処理が可能となる。SPIRaL技術を利用することで、例えば、細胞のがん化を判別する指標になり得ると言われている細胞の厚みや屈折率などの数値データの取得が容易に可能となる。

Data

  • ガラスプレート上の油水混合物（エマルジョンではない）を、SPIRaLにより位相観察した結果、光学顕微鏡で得られる画像と同等の形状で、さらに強度と位相のイメージが復元できることを確認した。
  • ワイヤー（不透明）をSPIRaLにより観察し、少なくとも30 µmの空間分解能で画像復元が可能であることを確認した。

Expectations

テックマネッジ株式会社では、大阪大学からの委託により、本発明のライセンス導入による製品化・実用化をご検討いただける顕微鏡や各種イメージング装置のメーカー様を探しています。本発明／プロジェクトに関し、研究者との直接のご面談によるお打合せも可能ですので、ご希望がございましたら何なりとご相談ください。

Publications

Horisaki R., et. al., Optics Express (2016) 24(4), 3765-3773. 

Patents

PCT/JP2017/029156
　→　日・米・中・英・独・仏・伊にて特許成立済み。　　　＊大阪大学よりライセンス可能

Researchers

堀崎　遼一　准教授　（東京大学 大学院情報理工学系研究科）


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]]>Tue, 22 Oct 2024 10:36:57 +0900<![CDATA[自家軟骨の採取・培養が不要な軟骨欠損治療へ 骨接着強度の高いゲルインプラント材料]]>https://seeds.tech-manage.co.jp/blogs/post/ON-04230a
骨自発浸透によるゲル／ハイドロキシアパタイトハイブリッド層が形成する柔軟性・強靭性・強接合性

Advantages

  • 本研究室で開発された高強度ダブルネットワークハイドロゲル（DNゲル）によるオリジナル材料
  • ウサギ大腿骨顆部の骨欠損部への埋植実証済み
  • サンプル提供、製造・成形技術の提供・アドバイスが可能

Background and Technology

損傷および摩耗を受けた膝軟骨などの関節は、生体内では自然治癒せず治療が必要となる。膝の損傷の増加と低侵襲手術の普及により、膝の軟骨欠損修復市場は、大幅に拡大している。また、一定程度の大きさまでの軟骨欠損は、「モザイクプラスティー」や「自家培養軟骨移植術」など、正常軟骨を採取し損傷部に移植する術式が一般に適用されている。しかしながら、これらの治療は、正常軟骨の採取が必須である点や、前者は修復箇所と同様の大きさの正常軟骨が必要なため、大きな損傷には適用不可であり、後者は採取と移植時の2回の手術を伴い、患者の負担が大きかった。
これらを解決するため、研究室では、オリジナルの“高強度DNゲルを開発し、生体軟骨と同レベルの強靭性、含水性で、表面は生体軟骨並の高い滑り性を持つ人工軟骨として用いるための実証研究が進められてきた。一方で、臨床応用を想定し、本高強度ハイドロゲルを軟骨欠損部に埋植した場合、ゲルが母床としての骨組織に固定される必要があるが、ゲルにはそのような骨組織との接合能が認められず、骨組織との接合が課題となっていた。
この課題に対し、本研究室は、DNゲルの表層に骨の無機主成分であるハイドロキシアパタイト（HAp）粒子を複合化させる方法を見出し、生体内のゲル-骨界面に、ゲルと骨のハイブリッド層を自発的に形成させることで、強靭なハイドロゲルを骨に結合させる方法の確立に成功した。
本材料の埋植によって、軟骨欠損治療は、ドナーの正常軟骨の採取が不必要となり、高齢者や手術の負担を避けたい患者へのより良い治療法の提供が可能になる。

Data

A： ウサギ大腿骨に埋植されたHAp/DNゲルプラグの模式図。
B： i,ii) DNゲル埋植後4週間のマイクロCT画像。iii,iv) HAp/DNゲルの埋植後4週間のマイクロCT画像。
C : HApを複合化したDNゲル（上図右）と、そのインプラント材料見本（下図、HApは未処理）。

Expectations

現段階：HApを複合化したDNゲルのin vivoインプラント実証が完了した段階。
次段階：①サンプル提供による、機械強度などの味見評価
　　　　②DNゲルの製造装置、金型などの提供による、製造技術の確立
　　　　③臨床開発（長期動物試験による効果・安全性の評価、治験による有効性評価、術式/デバイス開発など）
上記①②③の開発コラボレーションに関心のある協働パートナーを募集しています。先ずは、技術の詳細説明とディスカッションから、スタートさせていただければ幸いです。

Patents

  • JP7248967,US11492433,KR102422864,CN111727223,EP3786235A4
    ハイドロゲル及びハイドロゲルの製造方法
  • 特開2023-180810,WO2023238822A1
    人工軟骨インプラントおよびその製造方法

Researchers

国立大学法人北海道大学 先端生命科学研究院　グン 剣萍、黒川　孝幸、野々山　貴行


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]]>Wed, 11 Sep 2024 11:44:48 +0900