有機-無機ナノハイブリッドのコーティングによる医用材料の高機能化

• Project/Area Number: 13780682
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biomedical engineering/Biological material science
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology (2002); Nara Institute of Science and Technology (2001)
• Principal Investigator: 宮崎 敏樹 九州工業大学, 大学院・生命体工学研究科, 助手 (20324973)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 医用材料 / 酸化チタン / 有機-無機ナノハイブリッド / コーティング / ゾルーゲル法 / 表面改質 / 機械的性質 / カテーテル

Research Abstract

医療現場で栄養補給や血液浄化などに使われているチューブ,カテーテルの材料として,ポリ塩化ビニル(PVC),ポリウレタンなどがある。しかし,一般にこれら有機高分子は硬度に乏しいため表面に傷がつきやすく,体内で長期にわたり安定に用いることが困難である。従って,時として患者の体内深部に挿入されたチューブ,カテーテルの交換を余儀なくされる。これは患者に多大な肉体的,精神的負担を強いるものであり,患者の生活の質(QOL)を著しく低下させる。そこで,機械的性質に優れた薄膜を有機高分子表面にコーティングできれば,これらの問題点が改善される。
本年度の研究では,機械的性質に優れた酸化チタンを有機高分子(ポリメチルメタクリレート(PMMA)またはPVC)マトリックスにナノレベルで分散した有機-無機ナノハイブリッドの薄膜をゾルーゲル法により有機高分子基板にコーティングし,その機械的特性が改善されるか否かを調べた。酸化チタンの前駆体であるチタンテトライソプロポキシド(TTiP)と有機高分子(PMMAまたはPVC)を種々の割合でテトラヒドロフラン(THF)に溶解してゾル溶液を調製した。PMMAまたはPVCを含むゾル溶液をPMMAまたはPVC基板にそれぞれコーティングした。これら試料の引掻に対する抵抗を引掻抵抗測定機より,剥離に対する抵抗をScotch Tapeを用いた剥離試験により調べた。ゾル溶液のTTiP/PMMAまたはTTiP/PVC質量比が2.5以下の場合,引掻および剥離に対する抵抗は,ハイブリッド薄膜をコーティングしない場合に比べて向上した。従って,酸化チタンを含む有機-無機ナノハイブリッド薄膜のコーティングにより,有機高分子の硬度を向上できることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] T.Miyazaki: "Coating of Organic-inorganic Hybrids Containing Titanium Oxide on Organic Polymers"Proceedings of European Conference on Biomaterials. 17. T163 (2002)
• [Publications] M.Tanihara: "Handbook of Organic-Inorganic Hybrid Materials and Nanocomposites"American Scientific Publishers(印刷中).
• [Publications] 大槻主税: "体液類似環境下での生体活性材料表面における水酸アパタイトの形成"Phosphorus Letter. 43. 4-14 (2002)
• [Publications] 宮崎敏樹: "有機・無機ハイブリットと組織再生材料(谷原正夫編, 第7章ならびに第9章)"(株)アイペピーシー. 50 (2002)