2020 Fiscal Year Research-status Report
交流電解ゾル－ゲル反応を基にした生体成分の三次元集積とその医療応用
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19K05031
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
吉岡 朋彦 岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 准教授 (50452016)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城崎 由紀 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40533956)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ゾル-ゲル / 電気分解 / 交流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体成分を電気化学的に形成する足場材料に包括することを目的としている。足場材料として電解ゾル-ゲル反応で形成する無機ゲルに着目し、生体成分の三次元集積構造の形成を目指して昨年に引き続き検討を行った。
１．シリカゲルを交流電場下での電解ゾル-ゲル反応を利用して形成させつつ、生体成分（細胞）のモデルとして大きさ・電荷が類似すると考えられているポリスチレンビーズを使って、集積構造体の形成条件を探索した。昨年度来、ポリスチレンビーズとシリカゲルは交流電場下で共堆積できることは確認できているものの、交流電場下で集積するポリスチレンビーズに対して形成するシリカゲル量が相対的に小さいことから、交流電場の条件を時間的に変えていきつつ、ポリスチレンビーズとシリカゲルの集積の挙動を調べた。
２．無機ゲルとして生体活性を有するSiO2系ゲルの、交流電場下での形成挙動を調べた。カルシウム塩を添加したTEOS系ゾルに交流電場を印加することで、生体活性ゲルを形成可能であることを明らかにした。また、このゾルに銀イオンを添加することで、電解ゾル-ゲル反応によって銀を含む生体活性ゲルを作製できることも新たに見出した。このプロセスは抗菌性を有する生体活性ゲルの金属コーティングに有効と考えられる。
３．無機ゲルがタンパク質の構造に及ぼす影響を調べるため、シロキサンネットワークのモデルとしてケイ酸塩を用い、遊離のタンパク質との相互作用を調べることで、無機ゲルとタンパク質の相互作用を考察した。ケイ酸塩濃度が高い場合、タンパク質を凝集させる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
交流電場を印加することで、生体成分のモデルであるポリスチレンビーズやモデルタンパク質を、無機ゲルであるシリカゲルとともに電極表面に堆積でき、さらに交流条件の最適化検討を行っているものの、依然最適な交流条件が得られているとは言い難い。引き続き条件検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は遅れをリカバリーしつつ、当初計画通りの項目について研究を推進する。
１．細胞モデルとしてのポリスチレンビーズと無機ゲルの集積条件の最適化
２．集積したタンパク質の構造解析
３．形成した無機ゲル上での細胞培養
４．生体成分と無機ゲルの集積体評価
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由として、コロナ禍の影響により研究ペースを落とさざるを得なかった時期があったことである。次年度の研究を加速させるための必要な物品購入に使用し、最終年度の研究活動を効率よく行うために計画を策定している。
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