人工椎間板構築を目指した可逆的硬化－軟化生体模倣ゲルの研究
| Project/Area Number |
14J05612
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
佐藤 健 筑波大学, 数理物質科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 自己修復 / ハイドロゲル / ダイラタンシー現象 / ソフトアクチュエーター / 自然酸化架橋 / 刺激応答 / 生体適合性ゲル / 生体適合性ハイドロゲル / ダイラタント流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナマコのキャッチ結合組織を模倣した新しい力学刺激応答材料の作製を目指した。当該目的の達成のために、ダイラタンシー現象に着目し、力学的な刺激に対して速やかに硬化するデバイスの開発を試みた。具体的にはダイラタント流体をポリマーによって架橋することで、平時は柔らかくしなやかであるが、衝撃などの外力が加わると瞬時に硬化するゲルを作製することを試みた。このハイドロゲルは、衝撃を吸収するため、例えば椎間板や半月板などの代替物としての応用が期待された。
当該年度において、申請者は上記のコンセプトと異なる新しいハイドロゲルデバイスを構築することに成功した。具体的には、申請者の開発した自己修復性を持つハイドロゲルをテンプレートとして用ることで新たなゲルの構築法を提案した。さらに、その構築方法によって作製した任意形状を有する温度応答性ゲルを、ソフトアクチュエーターとして駆動させることにも成功している。作製したソフトアクチュエーターは、人工筋肉としての転用の可能性を有し、今まで作製が困難であった形状を有していた。ハイドロゲルは形状によって新たに機能を発現するということが知られており、今までに無かったソフトアクチュエーターの作製の可能性が示唆された。これらをまとめた研究成果は学術誌に発表し、今までに3報の論文が掲載された(うち2報が自己修復のテーマ)。以上より、自己修復材料を応用した新たなテーマによって、かなりの研究成果を上げたと言える。一方で、ダイラタンシー現象を用いた力学的刺激に応答するハイドロゲルデバイスの開発は、多少の課題が残る結果となった。しかしながら、ダイラタンシー現象において微粒子と分散媒の間の関係を詳しく理解したため、ある一定以上の成果があったと言っても過言ではない。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
