1998 Fiscal Year Annual Research Report
新しいグルコース応答性ゲルを用いた自己制御型インシュリンデリバリーシステムの開発
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10559019
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
片岡 一則 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00130245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椎野 太二朗 日本油脂株式会社筑波研究所, 主事 研究職
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| Keywords | グルコース / インシュリン / 高分子ゲル / フェニルボロン酸 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / ドラッグデリバリー / 糖尿病 / インテリジェントゲル |
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| Research Abstract |
1) フェニルボロン酸含有ゲルの調製とグルコース応答特性の解析:ゲルを構成するマトリックスポリマーとしては、適度の親疎水性バランスを有し、下部臨界共溶温度(LCST)を示すことで知られているポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)を選択した。フェニルボロン酸モノマーとしては、3-アクリルアミドフェニルボロン酸(AAPBA)を選択し、架橋剤の存在下、NIPAMモノマーとのラジカル共重合によってゲルを調製した。この際、ゲル中のAAPBA含量を系統的に変えた試料を用意した。ゲル組成の決定は現有設備である400MHzNMRを用いて行った。得られたゲルについては、等温条件下、各種グルコース濃度の緩衝液中で膨潤度を測定することによって、グルコース応答性の体積相転移が生起することを確認するとともに、相転移点とゲル組成との相関を明らかとした。
2) pKaを調製したフェニルボロン酸モノマーのミ調製:生理的なpHにおいて最大の膨潤度変化を達成するためには、ボロン酸基のpKa値を7.4付近に制御する必要がある。ここでは主に、位置特異的に置換基を導入した重合可能なフェニルボロン酸誘導体の調製を中心に検討を進めた結果、4-(1',6'-dioxo-2',5'-diaza-7'-octenyl)phenylboronic acidが目的に適うモノマーであることを突き止め、その大量合成法を確立した。
3) ゲル中へのインシュリン内包条件の確立と放出特性の評価:ゲル中へのインシュリンの内包は、ゲルを一旦LCST以下の低温条件に置いて膨潤させ、インシュリンの取り込みを行った後に昇温させて、ゲル表面にスキン層を形成せしめることによって行った。内包条件確立の後に、外界のグルコース濃度を上下させ、それに追随したインシュリンリリースが起こることを確認し、本ゲルシステムの基本特性を確立した。
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