2018 Fiscal Year Annual Research Report
Interfacial adhesion and deadhesion by velcro-like entanglement controls of grafted polymer chains under biological environment
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16K12893
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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) |
堤 祐介 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
有坂 慶紀 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70590115)
田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80631150)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポリエチレングリコール / 接着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでにポリエチレングリコールの両末端が固定化されたループ状表面と片末端のみが固定されたブラシ状表面を電着法によってチタン基板上に作製し、このループ状表面とブラシ状表面の組み合わせにおいて周期的にスリップする動的摩擦特性が観察されたことを報告している。この現象は、ループ状とブラシ状に固定化されたポリエチレングリコール鎖同士がベルクロ様に絡み合っていることに起因すると予想される。そこで本研究ではこのようなベルクロ様絡み合い特性を医療器具の表面改質や金属－有機材料表面間の接着などに応用することを目指し、平成30年度はポリエチレングリコールの固定密度などが動的摩擦特性に与える影響について詳細に条件検討した。ブラシ状表面およびループ状表面を作製するために、末端にメトキシ基とアミノ基をそれぞれ有するポリエチレングリコール(MeO-PEG-NH2)および両末端にアミノ基を有するポリエチレングリコール(H2N-PEG-NH2)を合成した。電着時間、電解質濃度、印加電圧を一定とし、ポリエチレングリコール濃度0.01、0.1、0.5 wt%にて電着実験を行った。原子間力顕微鏡観察よりポリエチレングリコール濃度の増加に伴いブラシ状、ループ状表面ともに表面粗さの増加が確認された。この結果は、表面へのPEG固定化量が変化することに起因すると考えられる。異なるポリエチレングリコール濃度条件下で作製したブラシ状、ループ状表面を用いて動的摩擦特性を解析したところ、0.1wt%のポリエチレングリコール溶液で作製したブラシ状表面とループ状表面の組み合わせにおいて特徴的なスリップ現象が観察され、ベルクロ様絡み合いには至適なポリエチレングリコール固定量が存在することが示唆された。
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