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2016 Fiscal Year Annual Research Report

骨代謝の正常化と転移性骨腫瘍の治療に有効なポリマー医薬の創出

Research Project

Project/Area Number 16H03185
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

岩崎 泰彦  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (90280990)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上田 正人  関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (40362660)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords骨疾患治療 / ポリリン酸エステル / ポリマー医薬 / 骨転移 / 骨系細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,骨粗鬆症や転移性骨腫瘍の治療に有効なポリマー医薬の創出を目的として企画された。当該年度では骨指向性をリン酸ジエステルポリマーの新規合成法について検討するとともに、このポリマーを一成分とするナノ粒子を調製した。リン酸ジエステルポリマーを合成するために様々な合成経路を検討した結果、開環1重合で合成したリン酸トリエステルポリマーの側鎖を4級化し、イオン交換樹脂で脱離する方法が最も有効であった。コレステロールを重合開始剤としてポリマーを合成することにより両親媒性のリン酸ジエステルポリマーを得ることに成功した。このポリマーを分散安定剤とし、ポリ-L-乳酸(PLLA)をコアとするナノ粒子を調製した。このナノ粒子は水媒体中で優れた分散安定性を示した。一方、ナノ粒子の細胞毒性や溶血活性は認められなかった。骨の主成分であるアパタイトにナノ粒子の接触させたところ、ナノ粒子はアパタイト表面に良好に吸着し、この溶存カルシウムイオンや酸性環境でもナノ粒子とアパタイトとの結合定数は変化しなかった。生体骨への親和性を明らかにするためにウシ骨片にナノ粒子を接触させた後に表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、多くの粒子が吸着していることを確認し、リン酸ジエステルポリマーに被覆されたナノ粒子が骨に対し高い親和性を有することを明らかにした。
一方、両親媒性リン酸ジエステルポリマーとタンパク質との複合体の形成についても検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度に予定していた骨指向性ポリマーの合成と特性解析を実施することができた。また、生理活性タンパク質と両親媒性リン酸ジエステルポリマーとの複合体の調製にも成功した。

Strategy for Future Research Activity

29年度以降ではポリリン酸エステルが骨代謝に与える影響を骨系細胞および小動物を用いて明らかにし,現在臨床応用されているビスホスホネート製剤を比較しながらポリリン酸エステルの機能について考察する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Bone-specific poly(ethylene sodium phosphate)-bearing biodegradable nanoparticles2017

    • Author(s)
      Hirano Yuya、Iwasaki Yasuhiko
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 153 Pages: 104~110

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2017.02.015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ポリリン酸エステルによるインテリジェントバイオマテリアルの創出2017

    • Author(s)
      IWASAKI Yasuhiko
    • Journal Title

      高分子論文種

      Volume: 74 Pages: 172~181

    • DOI

      10.1295/koron.2016-0067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antimicrobial Silver Nanoclusters Bearing Biocompatible Phosphorylcholine-Based Zwitterionic Protection2016

    • Author(s)
      Sangsuwan A, Kawasaki H, Matsumura Y, Iwasaki Y
    • Journal Title

      Bioconjugate Chem.

      Volume: 17 Pages: 2527-2533

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.6b00455

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Binding affinity of poly(ethylene phosphate) nanoparticles to bone2016

    • Author(s)
      Y. Hirano, H. Hongou, Y. Iwasaki
    • Organizer
      The 11th SPSJ International Polymer Conference (IPC 2016)
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-12-13 – 2016-12-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 骨治療に向けたポリリン酸エステルの分子デザイン2016

    • Author(s)
      岩﨑泰彦
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡市博多区)
    • Year and Date
      2016-11-21 – 2016-11-22
    • Invited
  • [Presentation] ポリリン酸エステルによる骨系細胞の機能制御2016

    • Author(s)
      井上直之,中村美穂,岩﨑泰彦
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会第11回関西若手研究発表会
    • Place of Presentation
      神戸大学(神戸市灘区)
    • Year and Date
      2016-08-06 – 2016-08-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリリン酸エステルナノ粒子の骨の無機主成分に対する親和性に及ぼすpH の影響2016

    • Author(s)
      平野佑弥,岩﨑泰彦
    • Organizer
      第65回 高分子年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市中央区)
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [Presentation] ポリエチレンホスフェートによる骨芽細胞の機能誘導2016

    • Author(s)
      井上直之,岩﨑泰彦
    • Organizer
      第65回 高分子年次大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(神戸市中央区)
    • Year and Date
      2016-05-25 – 2016-05-27
  • [Presentation] Regulation of osteoclast function by poly(ethylene sodium phosphate)2016

    • Author(s)
      Y. Iwasaki, S. Kootala, J. Hilborn
    • Organizer
      10th World Biomaterials Congress
    • Place of Presentation
      モントリオール(カナダ)
    • Year and Date
      2016-05-17 – 2016-05-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preparation and characterization of polyphosphoester coated nanoparticles having a potential for delivery of hydrophobic drugs to bone2016

    • Author(s)
      Y. Hirano, Y. Iwasaki
    • Organizer
      10th World Biomaterials Congress
    • Place of Presentation
      モントリオール(カナダ)
    • Year and Date
      2016-05-17 – 2016-05-22
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 関西大学 化学生命工学部 生体材料学研究室

    • URL

      http://biomat.chemmater.kansai-u.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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