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2011 Fiscal Year Annual Research Report

バイオハイドロゲルの構造・機能への加齢効果の解明

Research Project

Project/Area Number 22350053
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

安中 雅彦  九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (40282446)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松浦 豊明  奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (10238959)
Keywordsバイオハイドロゲル / 硝子体 / 人工硝子体 / レオロジー / 中性子小角散乱 / 光学特性 / インプラント / 細胞毒性
Research Abstract

疎水化ポリエチレングルコールは,体温付近でゾルゲル転移を示し,この性質を利用したインジェクタブル人工硝子体のin vivo評価を行った。疎水化ポリエチレングルコールは,分子量5000,片末端をオクタデシル基で修飾したE5KMC18を高純度で合成し,評価に用いた。E5KMC18は,温度変化に対して可逆的にゾルーゲル転移を示し,低温でゲル状態,高温でゾル状態であった。さらに小角中性散乱およびレオロジー測定により,微視的構造,力学特性の詳細な検討を行った。また,高分子水溶液には細胞毒性は認められなかった。重量濃度35%のE5KCM18をオートクレーブで滅菌しサンプルとした。有色家兎10羽10眼の硝子体切除後ゲルを十分に注入し,術後1週,4週,3ヶ月目に蛋白濃度,前眼部,眼底検査を行った。網膜電図は術前と術後3ヶ月に測定しa波とb波の振幅を比較した。対照は硝子体切除のみを行った有色家兎5羽5眼である。術後3ヶ月目に眼球摘出,病理学的評価を行った。裂孔閉鎖効果は摘出豚眼を半割しゲルで剥離網膜を覆いその後還流液で浸しその透過性から判定した。全例で前眼部,眼底に異常所見を認めなかった。眼圧は1眼のみ術後1週で軽度上昇が見られたが,それ以外は術前とほぼ同じ眼圧を保った。前房蛋白濃度は術後1週で全例軽度上昇が見られたがすべての症例で対照と変わらず術後1ヶ月で術前の値に復した。網膜電図での振幅の比較では全例術前と比べて80%以上であり網膜機能は低下していないと考えられた。透過型電子顕微鏡,光学顕微鏡での網膜,硝子体との界面では問題となる所見を認めなかった。少なくとも3ヶ月は硝子体内で存在していることを巨視的に確認した。手術時の操作性は良好であった。また水の透過性から見て裂孔閉鎖効果を認めた。E5KC-18は硝子体手術材料として有用であり,今後さらに蟹喰い猿で評価を行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成22年度の結果をふまえ,液状化した硝子体を置換する「硝子体代替物」の分子設計,合成,特性解析,物性検討および合成ゲルの細胞毒性に関する検討を全て実施することが出来た。さらに白色家兎へのインプラントを行い,術後約半年に及ぶ経過観察,さらに病理検討を実施することが出来た。この成果は,招待講演を含む国内外の学会での口頭発表,さらにアメリカ化学会,王立科学会の専門誌に発表することが出来た。

Strategy for Future Research Activity

22年度,23年度の成果をもとに,より人間に近い「蟹喰い猿」へのインプラントを実施すると共に,白色家兎を用いた,人工的に作り出した「加齢」と同様の状態の硝子体を用いて,動的光散乱を用いた硝子体の物性変化のリアルタイム観察法を確立し,その知見を臨床に活かすことに挑戦する。さらに,より化学的に安定な「新規硝子体代替物」の分子設計,合成,特性解析,物性検討および合成ゲルの細胞毒性に関する検討を実施する。さらに,「新規硝子体代替物」の白色家兎へのインプラントと,術後経過観察,病理検討を実施する。

  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Visible light-induced water oxidation catalyzed by molybdenum-based polyoxometalates with mono- and dicobalt(III) cores as oxygen-evolving centers2012

    • Author(s)
      Saya Tanaka
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 48 Pages: 1653-1655

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of an Injectable in-situ Gelation Biomaterials for Vitreous Substitute2011

    • Author(s)
      M.Annaka, et al
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 12 Pages: 4011-4021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Organic/Inorganic Nanocomposite Gel as in-situ Gelation Biomaterial for Injectable Accommodation Intraocular Lens

    • Author(s)
      M.Annaka, et al
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dehydration and Vitrification of Corneal Gel

    • Author(s)
      M.Annaka, et al
    • Journal Title

      Soft Matter

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salt effect on microscopic structure and stability of colloidal complex obtained from neutral/polyelectrolyte block copolymer and oppositely charged surfactant

    • Author(s)
      M.Annaka
    • Journal Title

      Colloids and Surface B

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 感温性両親媒性高分子ゲルを利用した新規眼内レンズの分子設計2012

    • Author(s)
      伊藤慎也・安中雅彦
    • Organizer
      高分子ゲル研究討論会
    • Place of Presentation
      東京(日本)
    • Year and Date
      2012-01-11
  • [Presentation] Relaxation Phenomena and Development of Structure in a Physically Cross-linked Telechelic Polymers2011

    • Author(s)
      M.Annaka
    • Organizer
      3rd International Congress on Biohydrogels
    • Place of Presentation
      Florence (Italy)
    • Year and Date
      2011-11-11
  • [Presentation] 両末端を疎水化したPoly(N-isopropylacrylamide)のダイナミクス2011

    • Author(s)
      堀内晴香・安中雅彦
    • Organizer
      高分子学会・高分子討論会
    • Place of Presentation
      岡山(日本)
    • Year and Date
      2011-09-27
  • [Presentation] Design of an Injectable in-situ Gelation Biomaterials for Vitreous Substitute2011

    • Author(s)
      M.Annaka
    • Organizer
      ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      Denver (USA)
    • Year and Date
      2011-08-29
  • [Presentation] 感温性両親媒性高分子のゾルゲル転移を利用した眼科代替材料の開発2011

    • Author(s)
      伊藤慎也・安中雅彦
    • Organizer
      高分子学会・高分子学会年会
    • Place of Presentation
      大阪(日本)
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] Design of an Injectable in-situ Gelation Biomaterials for Vitreous Substitute2011

    • Author(s)
      M.Annaka
    • Organizer
      International Symposium on Frontiers in Biomedical Polymers
    • Place of Presentation
      Funchal (Portugal)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-12

URL: 

Published: 2013-06-26  

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