医用材料の基礎を踏まえた生体適合性評価

第1部. 医用材料の基礎および応用展開と最新動向

(2019年12月25日 10:00〜12:00)

　医用材料は、タンパク質、細胞、生体組織などの生体成分と接触して用いられる材料です。その応用範囲は、従来の医療に加えて、ドラッグデリバリーシステム、再生医療、創薬、ウエアラブルデバイスなど、関連技術の進歩とともに拡大しつつあります。本セミナーでは、様々な分野で用いられている医用材料について、基礎、応用展開、最近動向、課題などについて紹介します。これらの基礎知識に基づいて、医用材料の最新動向に対応できるようになることを目指します。

1. はじめに
2. 医用材料の基礎
   1. 材料の組成、構造、性質
   2. 高分子材料
   3. 無機材料
   4. 金属材料
   5. 材料劣化
   6. 医用材料に対する生体応答
   7. 医用材料の生体適合性
3. 医用高分子の基礎
   1. 高分子表面の改質・物性・分析
   2. 生体吸収性材料の合成・物性・分析
   3. 高分子微粒子の合成・物性・分析
   4. ハイドロゲルの合成・物性・分析
4. 医用高分子と再生医療・創薬
   1. ドラッグデリバリーシステムの基礎と応用展開
   2. ドラッグデリバリーシステムの最新動向
   3. 再生医療の基礎
   4. 細胞培養技術 (2次元培養、3次元培養)
   5. 細胞足場材料と再生医療への応用
5. 医用材料の最新動向
   1. バイオプリンティング
   2. ウエアラブルデバイス
6. 医用材料の今後の課題

第2部. 激変する医療環境を踏まえた価値創造のための医療材料要求特性、材料選定と留意点

- 易滑性/親水性/Xを題材として -

(2019年12月25日 12:40〜14:40)

1. 医療経済、人口動態、激変した医療環境と医療ニーズ この中でなにを狙う?
2. この環境下望まれる製品・材料とその特性
3. 医療材料に求められる実用性能と情報収集
4. 実用特性実現の手法と計画
   1. 実用製品の要求品質の分析と品質実現の手法
   2. 要求品質から機能・機構・材料仕様への展開
   3. 要求品質実現と材料選定・材料開発の考え方
   4. 時間経過を読み込んだ製品・材料設計
   5. 環境変化に呼応する材料と製品
5. 各論 親水化
   1. 親水化とその効果
   2. 親水化の方法と特性
   3. 親水化を求める医療材料・機器とその理由
   4. 隠された親水化の重要な意味
   5. 親水性材料応用の重要留意点
6. 各論 易滑化
   1. 易滑化とその効果
   2. 易滑化の方法と特性
   3. 易滑化を求める医療材料とその機器
   4. 隠された易滑化の重要な意味
   5. 易滑化材料応用時の重要留意点

第3部. バイオマテリアルの生体適合性のメカニズム解明と情報科学を用いたバイオマテリアル設計

(2019年12月25日 14:50〜16:30)

　本セミナーでは、人体と人工材料が触れた際に、その界面で起こる分子プロセス、細胞・組織応答に関して概説します。全てのバイオデバイスの性能、組織・固体応答の起点となる界面の分子プロセスについて議論し、抗タンパク吸着特性、抗細胞接着特性、血液適合性の物理的起源について、近年の研究を紹介しつつ解説します。 　また、後半では情報科学を用いたバイオマテリアル設計について解説します。最近注目を集めている情報科学の、バイオマテリアル設計への応用可能性を議論し、データベース構築、アルゴリズムの選択に関して、実例を交えながら解説します。また、最後に初心者のための情報科学的手法のツールについても紹介します。

1. はじめに・バイオマテリアル概論
   1. 生体適合性とは
   2. 生体適合性研究の歴史・生体適合性の定義の変遷
2. 抗タンパク吸着特性・抗細胞接着特性のメカニズム
   1. 様々な手法を用いたバイオ界面の解析
   2. 原子間力顕微鏡による材料観察
   3. 表面間力測定
   4. 表面選択的振動分光
   5. 質量分析による表面吸着タンパク質の解析
3. 情報科学を用いたバイオマテリアル設計
   1. なぜ、バイオマテリアル分野で成功例が少ないか?
   2. どの様なデータが必要か?: データベースの構築方法
   3. アルゴリズムの選択
   4. データベースの質の重要性
   5. 機械学習を用いたスクリーニングはずれのない材料設計へ
   6. 今後の展望