| Project/Area Number |
23K16042
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 57040:Regenerative dentistry and dental engineering-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
サファイー シルス 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (40968393)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 薬剤徐放性 / ハイドロゲル / 非侵襲性 / 赤外応答性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、外部刺激としての赤外光に応答して「必要なタイミング」で「必要な量」の薬剤を放出可能な薬剤徐放材料の開発を試みる。温度上昇によりゾルへの相転移を示す、Upper Critical Solution Temperature（UCST）型のポリマーを用いる事で、加温により内包した薬剤が放出されるシステムを構築する。このシステムを外部刺激により効率的に動作するため、赤外光照射に対して高い発熱応答を示すカーボンナノチューブと融合する事により、赤外光を照射した部分のみが速やかにゾルへと相転移を示し、薬剤を放出する「インテリジェントDDSを目指した赤外応答性ハイドロゲルの開発」を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、外部刺激としての赤外光に応答して「必要なタイミング」で「必要な量」の薬剤を放出可能な薬剤徐放材料の開発を試みる。典型的な温度応答性ポリマーとは異なり、温度上昇によりゾルへの相転移を示す、Upper Critical Solution Temperature（UCST）型のポリマーを用いる事で、加温により内包した薬剤が放出されるシステムを構築する。このシステムを外部刺激により効率的に動作するため、赤外光照射に対して高い発熱応答を示すカーボンナノチューブと融合する事により、赤外光を照射した部分のみが速やかにゾルへと相転移を示し、薬剤を放出する「インテリジェントDDSを目指した赤外応答性ハイドロゲルの開発」を試みる。
本課題の熱上昇により可塑化するUCST型温度応答性ポリマーの試作については、N-イソプロピルアクリルアミド、アクリルアミド、ポリエチレングリコールに架橋剤としてメチレンビスアクリルアミド、更に物理的な架橋剤として12タングストリン酸を混合した水溶液を作成し、この溶液に重合開始剤として過硫酸カリウムを加え、加熱・重合させることにより、目標とした透明なゲルが得られた。得られたゲルは反応終了後には温度減少に伴い、白濁することが確認された。透過率測定により、ポリエチレングリコール含有量の増加に伴い相転移温度（透明・不透明の入れ替わる温度）が低下するUCST型のゾル-ゲル転位応答を示すことが確認された。ゲル相転移温度を跨いだ温度変化を加える事により可逆的なゾル-ゲル相転移が観察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本提案のキーとなる温度上昇により可塑化するLCST型ポリマーを作成し、熱応答による薬剤モデルのポリマーからの放出に成功した。また赤外線照射によるCNT
の熱応答特性を検討した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までの検討で得られた温度応答性ポリマーゲルと光-熱変換効果を持つカーボンナノチューブとのハイブリッド材料を作成し、外部刺激としての赤外光照射によるゾル‐ゲル応答性とそれに伴う薬剤徐放挙動について検討する。また、カーボンナノチューブ（CNT）をベンゼン中へと分散し、コハク酸無水物を添加し、加熱・還流処理を行う化学処理を行ったところ、CNT表面へとカルボン酸の提示に成功し、水溶液への十分な分散が可能となった。この処理を行ったCNT誘導体を上述で得られたゲルへと含有させたところ、赤外光照射による効率的な温度上昇を示した。添加したゲルへの含有量に比例した温度上昇挙動が見られたので、次年度はその条件検討を実施する。
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