2016 Fiscal Year Annual Research Report
分子運動性超分子の異方性スキャホールドによる歯根の安定保持可能な歯周組織の再生
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16H01852
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
由井 伸彦 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70182665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 聰 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (00280628)
有坂 慶紀 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70590115)
井関 祥子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (80251544)
田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (80631150)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ポリロタキサン / 分子運動性 / スキャホールド / 歯根膜細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリロタキサンの特徴は線状高分子鎖が多数の環状分子の空洞部を貫通した機械的な連結にあり、環状分子は線状高分子鎖に沿って自由自在に回転・滑動する性質(分子運動性)が期待される。これまでにポリロタキサンを基盤としたバイオ表面の分子運動性調節によって細胞機能が操作できることを報告している。本研究課題では、歯根膜と骨様組織とから構成される歯周組織を再生するための基盤技術を確立するために、軟組織と硬組織間で分子運動性が傾斜分布したポリロタキサンゲルを細胞接着足場として構築することを目的としている。平成28年度は、環状分子であるシクロデキストリンを貫通した線状高分子であるポリエチレングリコールの両末端にシンナモイル基を修飾したポリロタキサンを合成した。シンナモイル基は、紫外光を照射によって二量化し、分子間を架橋することが知られている。そこでシンナモイル基の光二量化反応を利用したポリロタキサンゲルの作製を試みた。しかしながら光照射時間およびポリロタキサン濃度条件について検討したものの、得られたポリロタキサンゲルは十分な強度を得ることができず足場として成型加工することが困難であった。そこでポリロタキサンのポリエチレングリコール鎖両末端にビニルベンジル基を修飾したポリロタキサン架橋剤を設計し、水溶性モノマーとの共重合によるポリロタキサンヒドロゲルの構築を試みた。具体的には、過硫酸アンモニウムおよびtetramethylethylenediamineを用いたアクリルアミドとの共重合によって新たなポリロタキサンヒドロゲルの作製を行った。この開始剤濃度およびポリロタキサン架橋剤濃度を調節することによって足場として成形加工可能なポリロタキサンゲルの構築に成功した。
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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
当初設計していたポリロタキサンヒドロゲルにおいて十分な強度が得られなかったため、その再設計が必要となり、想定していた実験計画に遅れが生じた。そこでポリロタキサン架橋剤を改めて設計し直し、迅速に合成に取り掛かることによって成形加工可能なポリロタキサンゲルを期間内に作製することができたため、おおむね順調に伸展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に、作製したポリロタキサンヒドロゲルを用いて生体外(in vitro)での細胞機能応答について解析を行う。具体的には、分子運動性の異なるポリロタキサン架橋剤を用いてガラス基板上にポリロタキサンゲル表面を作製し、ポリロタキサンの分子運動性が細胞の接着性および細胞形態、分化系統に与える影響について解析する。その上で、軟組織と硬組織の複合組織からなる歯周組織再生の再生に適した材料設計を行う予定である。
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