イリジウム(III)溶媒錯体を自己報告型光増感剤として光治療効果のモニタリングに利用 学術的背景 がんは世界における死亡率の主要な原因の一つであり、患者の生活の質に深刻な影響を与えています。近年、光線力学療法（Photodynamic Therapy, PDT）は、非侵襲性、高い特異性、制御性、および高い時空間精度を持つことから、がん治療において注目を集めている技術です。PDTは、光増感剤（Photosensitizers, PSs）を使用して光照射下で高細胞毒性を持つ活性酸素種（Reactive Oxygen Species, ROS）を生成し、がん細胞の死を誘導します。しかし、従来の光増感剤は通常「常時オン」の蛍光信号を持つため、PDTプロセス中に治療効果をリアルタイムでモニタリングする...

迅速かつ大規模なキラル蛍光硫黄量子ドットの合成と細胞内温度モニタリングへの応用 学術的背景 蛍光ナノ材料は、エネルギー収集、照明表示、通信・情報技術、生物学、医学などの分野で幅広い応用が期待されています。その中でも、硫黄量子ドット（Sulfur Quantum Dots, SQDs）は、環境に優しく、優れた生体適合性、および調整可能な表面化学的特性を持つ新しい金属フリーの量子ドットとして、近年注目を集めています。しかし、硫黄量子ドットの大規模な製造と消費者市場への応用は依然として課題があり、特にその製造プロセスは時間がかかり、短時間で高品質の生成物を得ることが難しい状況です。そのため、迅速かつ大規模に硫黄量子ドットを合成する方法を開発し、生物医学分野での応用を探求することが現在の研究の焦点と...

ナノトポグラフィーが細胞代謝活動に与える影響：マルチモーダルイメージングによる新たな発見 学術的背景 生物医学分野において、細胞と材料表面の相互作用は、細胞の挙動、組織工学、再生医学を研究する上で重要な鍵となります。ナノスケールの表面トポグラフィー（ナノトポグラフィー）は、細胞の形態、接着、増殖、分化に大きな影響を与えることが証明されています。しかし、ナノトポグラフィーが機械的および幾何学的な微小環境を通じて細胞代謝をどのように調節するかは、まだ完全には理解されていない問題です。細胞代謝は、エネルギー産生、生体分子合成、酸化還元バランスなど、細胞機能の核心を担っています。ナノトポグラフィーが細胞代謝に与える影響を理解することは、細胞と材料の相互作用メカニズムを解明するだけでなく、新しい細胞培...

LBLコーティングの歯科インプラント関連感染治療への応用 背景紹介 歯科インプラント関連感染、特にインプラント周囲炎（peri-implantitis）は、細菌バイオフィルムによって引き起こされる炎症性疾患であり、周囲組織の進行性破壊を引き起こします。インプラント周囲炎はインプラントの脱落を引き起こすだけでなく、より深刻な健康問題を引き起こす可能性もあります。そのため、短期間で病状を安定させ、感染の拡大を防ぐことが現在の研究の焦点となっています。層-層自己組織化技術（Layer-by-Layer, LBL）は、多様な物質を柔軟に組み合わせ、感染部位に直接多層構造を形成できるため、インプラント周囲炎治療の有望な方法と見なされています。 本論文は、Marta Maria Alves Pereir...

レーザー処理されたスクリーン印刷カーボン電極を用いた電気化学発光イメージング研究 学術的背景 電気化学発光（Electrochemiluminescence, ECL）は、電気化学と発光技術を組み合わせた分析方法であり、高感度、高選択性、低バックグラウンドノイズなどの利点を持ち、バイオセンシングやイメージング分野で広く利用されています。近年、生物医学的検出ニーズの増加に伴い、ECL技術のバイオマーカー検出への応用が注目を集めています。しかし、従来のECL電極材料（金やプラチナなど）は高コストで製造が複雑であり、大規模な応用が制限されていました。カーボン系電極材料は、低コスト、良好な導電性、および製造の容易さなどの利点から、ECL応用の理想的な選択肢となっています。しかし、カーボン系電極の表面...

電紡繊維を用いた異物反応の調節 背景紹介 生物医学分野では、皮下インプラントなどの埋め込み型医療機器の使用が増えています。しかし、これらの機器は埋め込まれた後に宿主の免疫反応を引き起こすことが多く、これを異物反応（Foreign Body Response, FBR）と呼びます。FBRは複雑な免疫反応であり、通常はインプラントが線維化組織に包まれることでその機能に影響を及ぼします。埋め込み型医療機器の長期的な性能を向上させるため、研究者たちはFBRを調節する方法を模索してきました。近年、電紡繊維（electrospun fibers）はその高い孔隙率と生体模倣特性から、潜在的な解決策として注目されています。電紡繊維は天然の細胞外基質（Extracellular Matrix, ECM）を模倣...

ナノテクノロジーがスポーツを革新する：より良い保護と強力なサポート 学術的背景 現代のスポーツ活動が発展するにつれて、アスリートのパフォーマンス、トレーニング方法、およびスポーツ用具のニーズも進化しています。従来のスポーツ用具やトレーニング方法では、現代の競技スポーツの高い要求を満たすことが難しくなっています。ナノテクノロジーは、材料科学における独特の利点を持つ先端技術として、スポーツ分野に徐々に応用されています。ナノ材料はナノスケールのサイズを持ち、それらに独特の物理的・化学的特性を与え、スポーツ用具の性能向上、アスリートの健康保護、およびトレーニングフィードバックの最適化において大きな可能性を秘めています。 本論文は、ナノテクノロジーがスポーツにおける広範な応用を探求し、ウェアラブルデバ...

体積積層造形（VAM）における細胞印刷への応用 学術的背景 体積積層造形（Volumetric Additive Manufacturing, VAM）は、複雑な3D構造を迅速に作成できる革新的な3Dプリント技術であり、特に細胞印刷の分野において、天然組織の構造を模倣することが可能です。これにより、再生医療や組織工学に新たな可能性をもたらしています。しかし、VAM技術には大きな可能性がある一方で、産業応用や規制遵守の面で多くの課題が残されています。特にバイオプリンティングの分野では、印刷された組織の安全性や有効性、さらには大規模生産をどのように確保するかが未解決の問題です。さらに、VAM技術の規制フレームワークや知的財産保護に関して、国や地域によって異なる状況があり、技術の普及と応用にさらな...

糖尿病血管化骨再生のための先進的な生体応答型薬物送達システム 背景紹介 糖尿病（Diabetes Mellitus, DM）患者の骨欠損治療は、糖尿病の微小環境が骨再生を著しく阻害するため、大きな課題となっています。高血糖、酸化ストレスの増加、炎症の悪化、免疫バランスの崩壊、および血管系の損傷など、糖尿病の微小環境における複数の異常要因が、骨組織の修復を遅延させ、場合によっては修復不能に陥らせます。近年、内因性の生化学的シグナルに応答できる刺激応答型生体材料が、糖尿病骨欠損の治療手段として注目されています。これらの材料は、微小環境の調節と骨形成能力の向上を組み合わせ、血管新生と骨形成の連携を促進することで、糖尿病骨欠損の治療に新たなアプローチを提供しています。 本論文は、Xiaojun Zh...

自己組織化DNA-コラーゲン生体活性スキャフォールドが細胞取り込みと神経細胞分化を促進 学術的背景 分子生物学研究において、DNAとタンパク質の相互作用は細胞プロセスを理解する上で重要なテーマです。DNA-タンパク質相互作用の理解が深まるにつれ、これらの知識は組織工学、薬物開発、遺伝子編集などの分野で広く応用されています。特に、DNA/コラーゲン複合体は遺伝子送達研究における応用から注目を集めています。しかし、これらの複合体を生体活性スキャフォールドとして利用する可能性に関する研究は少なく、特に自己組織化DNAマクロ構造とコラーゲンの相互作用によって形成される複合体の特性は十分に研究されていません。本研究は、自己組織化DNAマクロ構造とI型コラーゲンの相互作用によって形成される生体活性スキャ...