Design of temperature-responsive nanocapsules controlling permeation of water-soluble compounds
| Project/Area Number |
21K05202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
河村 暁文 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (50612579)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | スマートナノカプセル / 温度応答性ナノカプセル / ドラッグデリバリーシステム / 下限臨界溶液温度 / 上限臨界溶液温度 / 双性イオンポリマー / ブロックコポリマー / ブロック共重合体 / エマルション / RAFT重合 / 高分子ナノカプセル / 温度応答性 / ナノリアクター |
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| Outline of Research at the Start |
外部刺激に応答して物質透過を制御できる中空カプセルは幅広い応用が期待されているが，犠牲材の使用に起因する内封物の制限が課題であった。本研究では，温度に応答したシャープな物質透過制御を実現するスマートカプセルの構築を目的とし，スルホベタインポリマー（高温溶解型）と側鎖PEGポリマー（低温溶解型）とのブロック共重合体の合成と，これを用いた中空カプセル調製法を確立する。また，ポリマーの温度応答挙動の精密制御により，低温透過型，高温透過型ならびにウィンドウ型の透過制御を可能にする温度応答性スマートカプセルを創出する。このカプセルは，触媒機能のon-off制御や薬物キャリアなどへの展開が期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，下限臨界溶液温度（LCST）型の温度応答挙動を示すポリマーと上限臨界溶液温度（UCST）型の温度応答挙動を示すポリマーを組み込んだ水溶性乳化剤を合成し，これを用いて油中水分散型（W/O）エマルションを形成させた後，その界面架橋により温度に応答するナノカプセルの調製を試みた。
【低温透過型ナノカプセル】双性イオンポリマーブロックとしてポリ（メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン）（PMPC）およびLCST型の温度応答性を示すポリ（オリゴエチレングリコールメタクリレート）（POEGMA）とからなるブロック共重合体を可逆的付加開裂連鎖移動（RAFT）重合により合成した。このブロック共重合体は水/クロロホルム2相系においてW/Oエマルションを形成するとともに，ジビニルスルホンによる架橋によりナノカプセルが得られた。得られたナノカプセル分散液は昇温に伴って白濁し，温度応答性を示すことがわかった。一方，モデル薬物のカプセルへの封入を試みたが，LCST以上での封入が要求されるため，体温付近で相転移する水溶性乳化剤を用いた場合，安定にカプセルに薬物を封入することが困難であることがわかった。
【高温透過型ナノカプセル】UCST型の温度応答性を示すアンモニウムサルフェート型の双性イオンポリマー（PSaB）ブロックとPOEGMAブロックとからなるブロック共重合体を合成した。この際，ジチオベンゾエート型の連鎖移動剤を用いたRAFT重合が好ましいことがわかった。得られたブロック共重合体を用いて，W/Oエマルションを経由してその界面架橋反応によりナノカプセルを調製した。得られたナノカプセルは，UCSTを境にモデル薬物のカプセル膜透過速度が増加することが明らかになった。
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Report
(3 results)
Research Products
(56 results)
