2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of degradable functional materials based on elucidation of relationship between biocompatibility and surface hydration towards vascular treatment
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18K12074
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
福島 和樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70623817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 吉則 山形大学, 医学部, 助教 (00534166)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 生分解性ポリマー / 機能材料 / 生体親和性 / 水和 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、これまでの研究代表者の生分解性ポリマーの界面水和と生体親和性の相関に関する知見を駆使し、主鎖と側鎖の両方にエーテル基を導入した生分解性ポリマーを設計・合成し、現行の血液適合性ポリマーに匹敵するかそれ以上の抗血栓性を示す分解性ポリマーの創出を目指すものである。そして、ポリマーの構造や組成が及ぼす細胞との相互作用、生分解性、水和状態への影響について明らかにし、水和を基軸とした生体親和材料の設計原理を導出する。
平成30年度には、エーテル基を含むラクトンモノマー(5MDO)の合成とポリ(カーボネート/エーテル/ウレタン) (PCEU) の合成に取り組んだ。
令和元年度は、これらの合成の継続と得られたポリマーの特性評価を検討した。ラクトンモノマーの合成は、前年度に前駆体の合成まで完了していたが、生体親和性に寄与する機能団を導入する最終段階の反応において、前駆体の溶解性の問題から反応溶媒の最適化に時間を要した。また、副反応（未同定）が競争するため、数種の機能団の導入を検討したが、目標とする機能性モノマーが得られたのは1例だけであった。当年度は当該モノマーの精製と構造同定を完了し、令和二年度にこの開環重合を検討する。
また、前年度に親水的な表面特性を示すことを確認していたPCEUの血小板粘着性を調べたところ、主鎖にエーテル構造を導入したことによる大きな血小板粘着抑制への寄与は確認されなかった。試験回数が少ないため今後、再現性の確認が必要である。
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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
エーテル基を含むラクトンモノマーの合成は難航したものの、目標とする構造要素を含むモノマー(5MAcDO)の合成は達成できた。また、当初の予想通りではなかったが、PCEUの血小板粘着性に関して知見が得られた。今後の検証は必要であるが、水和構造解析も行うことで、単純な親水性の増加だけでは高度な生体親和性の発現には十分条件ではないことを示唆する、学術的に興味深い結果となった。一方、上記ラクトンモノマーに関連した合成ルートにおいて、側鎖にエーテル基を導入したポリカーボネート（PMDO）の合成に成功し、これまでの研究代表者の開発ポリマーとの比較を行い、ポリマー構造と水和、血小板粘着との関係に新たな知見を得ることができた。このように、「主鎖と側鎖の両方にエーテル基を導入した生分解性ポリマーを設計・合成」は継続できており、「水和を基軸とした生体親和材料の設計原理」に関しても進展が見られていることから、一定の成果が得られていると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラクトンモノマー5MAcDOのスケールアップ合成と重合を検討し、生体親和性の評価、水和構造解析を優先して行う。研究分担者と協力して各ポリマーの生体毒性の評価も進める。また、当初計画でまた検討できていないラクトンモノマー（3MDO, 6MDP）の合成と重合も検討する。これらに加えて、PMDO類似体の合成も検討し、最終目標である「現行の血液適合性ポリマーに匹敵するかそれ以上の抗血栓性を示す分解性ポリマーの創出」の達成を目指す。
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| Causes of Carryover |
試薬や消耗品の購入に若干の余裕が生じたため。2020年度の物品費として使用する。
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