Design of temperature-responsive nanocapsules controlling permeation of water-soluble compounds

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 35020:Polymer materials-related
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: Kawamura Akifumi 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (50612579)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 温度応答性ナノカプセル / スマートナノカプセル / ドラッグデリバリーシステム / 下限臨界溶液温度 / 上限臨界溶液温度 / 双性イオンポリマー

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the creation of temperature-responsive nanocapsules using a water-soluble emulsifier having zwitterionic polymer and side-chain PEG polymer blocks. Nanocapsules prepared using block copolymers consisting of poly(methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) (PMPC) and poly(oligoethylene glycol methacrylate) (POEGMA) blocks become milky turbid upon heating, indicating a lower critical solution temperature type temperature-responsive behavior. On the other hand, the nanocapsules prepared using a water-soluble emulsifier composed of ammonium sulfate-type zwitterionic polymer (PSaB) and POEGMA blocks showed an increase in the capsule membrane permeation rate of the model drug above UCST.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の温度応答性ナノカプセルは，犠牲粒子上でのカプセル膜形成と犠牲粒子のエッチングにより調製していた。本研究で確立したW/Oエマルションをテンプレートとした温度応答性ナノカプセルの調製は，新規性に富んだ手法である。特に，水溶性物質であればその機能を損なうことなくカプセルに封入できることから，その汎用性は非常に大きい。また，下限臨界溶液温度型の温度応答性ナノカプセルはこれまでにいくつか報告があったが，上限臨界溶液温度型の温度応答性ナノカプセルはほとんど報告がない。加熱により薬物透過速度が増加するシステムは，ドラッグデリバリーシステムへの展開が勇剛であり，波及効果は極めて大きいものと考えられる。