Development of Smart Polymer Materials from Natural Amino Acid-Based Vinyl Monomers

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K05800
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Polymer chemistry
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: Higashi Nobuyuki 同志社大学, 理工学部, 教授 (10156557)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: アミノ酸由来ビニルポリマー / リビングラジカル重合 / 多重温度応答性ブロックポリマー / 表面グラフト重合 / 細胞シート / 刺激応答性ハイドロゲル / インジェクタブルゲル

Outline of Final Research Achievements

The main purpose of this study is to develop a smart polymeric material from amino acid-derived vinyl polymers that exhibit novel functions such as external stimuli-responsiveness. The following results were obtained: (1) diblock polymers, composed of two segments having different phase transition temperatures, have been successfully prepared by using RAFT polymerization, have shown unique phase transition behaviors accompanying with a micelle formation, (2) these polymer brushes prepared on glass plate have worked as a thermo-responsive cell scaffold, and finally (3) when the solution concentration was increased, these amino acid-derived polymers have formed hydrogels that exhibit an injectable property with maintaining the cell viability.

Free Research Field

高分子化学を基盤とした新規な生体関連高分子の開発

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

天然の構造タンパクの一種であるエラスチンは、熱に応答して極性スイッチング可能な興味深い特性を有している。一方、エラスチンないしはその類似ペプチドを人工合成するためには、多くの労力と時間を要し、しかも大量合成も容易ではない。本研究ではこうした天然タンパクを見習って、アミノ酸由来ビニルモノマーの重合により、簡便に大量に高分子化するという発想のもと、高い安定性と機能性をもつ生体適合型高分子材料を開発するという発想に至った。とくにアミノ酸由来ビニルポリマーの精密合成に基づく高度な構造制御についての知見は、学術的意義が大きく、同時に生体材料としての展開は社会的な波及効果も十分に大きいものがある。