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2011 Fiscal Year Annual Research Report

高分子の自己集合を用いる機能材料の創製と生医学領域への応用

Research Project

Project/Area Number 23225004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

明石 満  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20145460)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 網代 広治  大阪大学, 臨床医工学融合研究教育センター, 特任准教授(常勤) (50437331)
赤木 隆美  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任准教授(常勤) (00527236)
和久 友則  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (30548699)
Keywords高分子化学 / 高分子薄膜・表面 / 交互積層法
Research Abstract

当研究室では世界に先駆けて、弱い高分子間相互作用を積極的に用いても超薄膜形成が可能であることを報告してきた。当研究課題では、様々な材質・形状の基板を用いて、種々の高分子間相互作用を適用することで、基礎研究を充実させるとともに、生医学領域への応用を試みている。平成23年度において、基礎研究を充実させながら生医学領域への応用を図った。
まず、LbL法を利用したポリメタクリル酸メチルのステレオコンプレックス薄膜調製法を応用して懸濁状態においてもナノ空間を有する材料を調製した。LbL法により細胞上にナノ薄膜を形成させた場合の炎症および細胞生存率について制御する知見を得た。またLbL法について、新しく細胞集積法へと展開するための基盤となる情報に基づいて種々のモデル構築へ展開させた。さらにLbL用の新規高分子としてコンタクトレンズの素材となり得るシロキサン含有ビニルモノマーを材料として用い、異なる高分子との高分子間相互作用を相分離などのアプローチで調べた。さらに側鎖にオリゴエチレングリコール鎖を導入した新規ポリカーボネート誘導体を合成し、生体温度付近で相転移を示す新規高分子を創製した。
このほか、ポリ(γPGA)および高分子電解質を用いた。これらの高分子間相互作用に基づいて調製したナノ粒子の特性と利用法について検討を行なった。LbL法により調製した無機・有機材料ハブリッド材料ハイドロキシアパタイトアガロースゲルは臨床応用研究へ展開を図っている。また、次年度以降に計画していたインクジェット装置利用の交互積層法について、生分解性高分子であるポリ乳酸を用いると、迅速に交互積層膜が形成可能であることを明確とした。
以上、交互浸漬法によって実現可能な薄膜形成について基礎研究からマテリアル創出を実践した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

高分子間相互作用を利用した超薄膜調製において、新規高分子の合成を達成し、基礎研究が充実していた。また、細胞上に交互浸漬膜を構築した場合の炎症効果、さらにナノマテリアルを用いる実験等、生医学領域へ応用を展開させるための実験を実施し、広く学会、論文において発表できたため。

Strategy for Future Research Activity

高分子間相互作用を利用した超薄膜調製を基盤技術として、種々のナノマテリアルを創製してゆく。新規高分子の合成や、機能性材料の創製など、基礎的な研究を継続しながら、社会貢献を念頭にとくに生医学領域への応用を細胞実験、動物実験などを含めて検討してゆく。

  • Research Products

    (55 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (30 results) (of which Invited: 1 results) Book (4 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] Effect of Copolymerizing Fluorine-Bearing Monomers on the Relationship Among Internal Structure, Gas Permeability, and Transparency in Copolymer Networks Composed of Methacrylates and Siloxane Macromers2013

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi,
    • Journal Title

      J. Appl. Polym. Sci.

      Volume: 127 Pages: 535-543

    • DOI

      DOI: 10.1002/app.37813

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transmission Electron Microscopic Observations of the Multilevel Microstructure of Crosslinked Copolymers with Methacrylates and Siloxane Macromer by a Radically Polymerizable Tuning Approach2013

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      J. Appl. Polym. Sci.

      Volume: 127 Pages: 3325-3332

    • DOI

      DOI: 10.1002/app.37764

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Survival and Structural Evaluations of Three-Dimensional Tissues Fabricated by Hierarchical Cell Manipulation Technique2013

    • Author(s)
      Paninee Chetprayoon, Koji Kadowaki, Michiya Matsusaki, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Acta Biomater.

      Volume: 9 Pages: 4698-4706

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2012.08.019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of Cellular Inflammation by Layer-by-Layer Nanofilms through Different Driving Forces2012

    • Author(s)
      Koji Kadowaki, Michiya Matsusaki, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 41 Pages: 523-524

    • DOI

      doi:10.1246/cl.2012.523

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Nanofibers through a Unique Morphological Transformation of Poly(lactic acid) particles in Water2012

    • Author(s)
      Toshiyuki Kida, Kenta Kondo, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 48 Pages: 2319-2321

    • DOI

      DOI: 10.1039/C2CC16945B

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid fabrication of polylactide stereocomplex using layer-by-layer deposition by inkjet printing2012

    • Author(s)
      Takami Akagi, Tomoko Fujiwara, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 51 Pages: 5493-5496

    • DOI

      DOI: 10.1002/anie.201201586

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polyampholyte nanoparticles prepared by self-complexation of cationized poly(γ-glutamic acid)2012

    • Author(s)
      Heyun Shen, Takami Akagi, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Macromol. Biosci.

      Volume: 12 Pages: 1100-1105

    • DOI

      DOI: 10.1002/mabi.201200062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Role of Amide Groups in Vinyl Monomers Containing Siloxane Groups for Highly Oxygen Permeable Hydrogels2012

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Bull. Chem. Soc. J.

      Volume: 85 Pages: 584-591

    • DOI

      doi:10.1246/bcsj.20110366

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanospace Preparation by Crosslinking Helical syndiotactic-Poly(methacrylic acid) in Acetonitrile/Water After Stereocomplexation2012

    • Author(s)
      Hiroharu Ajiro, Masumi Maegawa, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.

      Volume: 50 Pages: 1469-1476

    • DOI

      DOI: 10.1002/pola.25925

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Layer-by-Layer Assembly of Partially Sulfonated Isotactic Polystyrene with Poly(vinylamine)2012

    • Author(s)
      Hiroharu Ajiro, Klaus Beckerle, Jun Okuda, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 28 Pages: 5372-5378

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/la300627q

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermosensitive Biodegradable Homopolymer of Trimethylene Carbonate Derivative at Body Temperature2012

    • Author(s)
      Hiroharu Ajiro, Yoshikazu Takahashi, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Macromolecules

      Volume: 45 Pages: 2668-2674

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/ma300183t

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Systematic Study on the Microstructure of Crosslinked Copolymers of Siloxane Macromonomer and Methacrylates by Changing Composition and Components2012

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Yuko Miwa, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 44 Pages: 301-305

    • DOI

      doi:10.1038/pj.2011.143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of nanofilms on cell surfaced to improve the insertion efficiency of a nanoneedle into cells2012

    • Author(s)
      Yosuke Amemiya, Keiko Kawano, Michiya Matsusaki, Mitsuru Akashi, Noriyuki Nakamura, Chikashi Nakamura
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 420 Pages: 662-665

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.03.062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation of unimer nanoparticles by controlling the self-association of hydrophobically modified poly(amino acid)s2012

    • Author(s)
      Takami Akagi, Phassamon Piyapakorn, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 28 Pages: 5249-5256

    • DOI

      doi.org/10.1021/la205093j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radical Polymerization of Novel N-Substituted-N-vinylformamide Derivatives with Bulky Chiral Substituents2012

    • Author(s)
      Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.

      Volume: 50 Pages: 134-141

    • DOI

      DOI: 10.1002/pola.25012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel method for Surface Modification of Silicone Containing Hydrogel Using Addition Reaction2011

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Naoki Shimoyama, Kazuhiko Fujisawa, Masataka Nakamura, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 40 Pages: 1297-1299

    • DOI

      doi:10.1246/cl.2011.1297

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of a Novel Silicone Monomer Bearing Amide Groups to Improve Compatibility with Hydrophilic Vinyl Monomers2011

    • Author(s)
      Mitsuru Yokota, Masataka Nakamura, Hiroharu Ajiro, Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 40 Pages: 858-859

    • DOI

      doi:10.1246/cl.2011.858

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シクロデキストリンによる非極性溶媒中のトランス脂肪酸の選択的包接2012

    • Author(s)
      濱田 充代・木田 敏之・村岡 雅弘・中辻 洋司・明石 満
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川(慶応大学)
    • Year and Date
      20120328-20120328
  • [Presentation] Biodegradable nanoparticle-based antigen delivery and immunostimulant for vaccine development2012

    • Author(s)
      Mitsuru Akashi
    • Organizer
      243rd ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      USA (Sand Diego)
    • Year and Date
      20120326-20120326
  • [Presentation] Novel Monomer Synthesis of Trimethylene Carbonate Derivative Directly Connected with Oligo(ethylene glycol) and Its Polymer Characterization2012

    • Author(s)
      Hiroharu AJIRO, Yoshikazu Takahashi, Tomoko Fujiwara, Mitsuru Akashi
    • Organizer
      243rd ACS National Meeting
    • Place of Presentation
      USA (Sand Diego)
    • Year and Date
      20120326-20120326
  • [Presentation] ポリビニルアルコールナノ薄膜からなるナノカプセルの一次元融合挙動2012

    • Author(s)
      太田 智也・近藤 健太・木田 敏之・明石 満
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川(慶応大学)
    • Year and Date
      20120325-20120325
  • [Presentation] フッ素系溶媒を用いたシクロデキストリン構造体の形成2012

    • Author(s)
      佐藤 慎一郎・木田 敏之・明石 満
    • Organizer
      日本化学会第92春季年会
    • Place of Presentation
      神奈川(慶応大学)
    • Year and Date
      20120325-20120325
  • [Presentation] カチオン化ポリ(γ-グルタミン酸)からなるナノ粒子の調製と蛋白質キャリアとしての機能2011

    • Author(s)
      申 鶴雲,赤木隆美,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111122-20111122
  • [Presentation] 疎水化ポリ(γ‐グルタミン酸)からなるユニマーナノ粒子の蛋白質キャリアとしての機能2011

    • Author(s)
      ピヤパコーン パッサモン,赤木隆美,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111122-20111122
  • [Presentation] カーボネート骨格を有する新規感熱応答性生分解性高分子の設計2011

    • Author(s)
      網代広治,高橋良和,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111122-20111122
  • [Presentation] 顎骨骨欠損に対して骨再生生体材料としてハイドロキシアパタイトアガロースゲルを用いた臨床応用研究 -第一報-2011

    • Author(s)
      岩井聡一,須澤佳香,水田法彦,竹下彰範,門脇功治,清水英孝,明石 満,由良義明
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111122-20111122
  • [Presentation] 血管およびリンパ管網を有するヒト皮膚モデルの構築2011

    • Author(s)
      藤本久美子,西口昭広,松崎典弥,白方祐司,平川聡史,橋本公二,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111121-20111121
  • [Presentation] 細胞集積法による毛細血管網を含む三次元組織の構築と構造および機能の制御2011

    • Author(s)
      西口昭広,松崎典弥,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111121-20111121
  • [Presentation] 細胞積層法による炎症血管モデルの構築2011

    • Author(s)
      門脇功治,松崎典弥,明石 満
    • Organizer
      第33回日本バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      京都(京都テルサ)
    • Year and Date
      20111121-20111121
  • [Presentation] 水系から非極性溶媒系への媒体の変化によるシクロデキストリン不斉認識能の飛躍的向上2011

    • Author(s)
      岩本 拓也・木田 敏之・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] 基底膜を模倣した交互積層ナノ薄膜の作成と三次元皮膚モデルへの応用2011

    • Author(s)
      藤本 久美子・西口昭広・松崎 典弥・白方 祐司・橋本 公二・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] 高分子の自己集合により生まれるナノおよびミクロ構造と形態2011

    • Author(s)
      明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
    • Invited
  • [Presentation] 細胞積層法で構築した三次元線維芽細胞組織の構造安定性評価2011

    • Author(s)
      チェトプラユーン パーニニー・門脇 功治・松崎 典弥・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] Preparation and Characterization of Nanoparticles Formation through Stereocomplexatio of amphiphilic block copolymers2011

    • Author(s)
      Ye Zhu ・Takami Akagi1, ・Mitsuru Akashi
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] 細胞表面へのナノ薄膜形成による毛細血管網の構築と構造制御2011

    • Author(s)
      西口 昭広・松崎 典弥・明石満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] 側鎖にオリゴエチレングリコール鎖を導入したポリカーボネートの合成と感熱応答性2011

    • Author(s)
      高橋 良和・網代 広治・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110930-20110930
  • [Presentation] ステレオコンプレックス架橋体から作製された反応場とメタクリル酸メチルのテンプレート重合2011

    • Author(s)
      前川 真澄・網代 広治・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110929-20110929
  • [Presentation] カチオン化ポリ(γ-グルタミン酸)からなる両性電解質ナノ粒子の調製と機能2011

    • Author(s)
      申 鶴雲・赤木 隆美・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110928-20110928
  • [Presentation] Effect of molecular weight on unimer nanoparticles formation of hydrophobized poly(amino acid)2011

    • Author(s)
      Phassamon Piyapakorn ・Takami Akagi ・Mitsuru Akashi
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110928-20110928
  • [Presentation] 高分子ナノ薄膜からなるナノカプセルの一次元融合挙動2011

    • Author(s)
      太田 智也・近藤 健太・木田 敏之・明石満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110928-20110928
  • [Presentation] 種々の形態のシクロデキストリン構造体をテンプレートとして利用した新規中空材料の創製2011

    • Author(s)
      佐藤 慎一郎・木田 敏之・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110928-20110928
  • [Presentation] ポリ乳酸ナノ粒子の形態変化を利用したナノファイバー作製2011

    • Author(s)
      木田 敏之・近藤 健太・明石 満
    • Organizer
      第60回高分子学会討論会
    • Place of Presentation
      岡山(岡山大学)
    • Year and Date
      20110928-20110928
  • [Presentation] 非極性場でのシクロデキストリンによる包接を利用した高度キラル認識2011

    • Author(s)
      岩本拓也・木田敏之・明石満
    • Organizer
      第57回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫(兵庫県民会館)
    • Year and Date
      20110715-20110715
  • [Presentation] 異なる立体規則性ポリメタクリル酸を用いたテンプレート重合における反応機構の検討2011

    • Author(s)
      前川真澄・網代広治・亀井大輔・明石満
    • Organizer
      第57回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫(兵庫県民会館)
    • Year and Date
      20110715-20110715
  • [Presentation] オリゴエチレングリコール鎖を導入した新規トリメチレンカーボネート誘導体の合成2011

    • Author(s)
      網代広治・高橋良和・明石満
    • Organizer
      第57回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫(兵庫県民会館)
    • Year and Date
      20110715-20110715
  • [Presentation] カチオン化ポリアミノ酸からなる両性電解質ナノゲルの調製2011

    • Author(s)
      申鶴雲・赤木隆美・明石満
    • Organizer
      第57回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫(兵庫県民会館)
    • Year and Date
      20110715-20110715
  • [Presentation] 単細胞表面への交互積層ナノ薄膜コーティングによる血管網を含む積層組織の構築と制御2011

    • Author(s)
      西口昭広・吉田裕安材・松崎典弥・明石満
    • Organizer
      第57回高分子研究発表会
    • Place of Presentation
      兵庫(兵庫県民会館)
    • Year and Date
      20110715-20110715
  • [Book] 皮膚細胞の三次元組織化技術と血管・リンパ管の再現2012

    • Author(s)
      松崎典弥,白方裕司,平川聡史,橋本公二,明石 満
    • Total Pages
      46-51
    • Publisher
      バイオインダストリー, シーエムシー出版
  • [Book] LbL Assemblies Using van der Waals or Affinity Interaction and Their Applications2012

    • Author(s)
      Takeshi Serizawa, Mitsuru Akashi, Michiya Matsusaki, Hiroharu Ajiro, Toshiyuki Kida
    • Total Pages
      99-133
    • Publisher
      Multilayer Thin Films E2 (Wiley-VCH, Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)
  • [Book] 血管およびリンパ管を有するヒト皮膚モデルの構築2011

    • Author(s)
      松崎典弥,白方裕司,平川聡史,橋本公二,明石 満
    • Total Pages
      55-58
    • Publisher
      FRAGRANCE JOURNAL,フレグランスジャーナル社
  • [Book] ナノ薄膜を用いた細胞の界面制御によるハイブリッド 血管組織の創製2011

    • Author(s)
      松崎典弥,明石 満
    • Total Pages
      749-750
    • Publisher
      高分子,高分子学会
  • [Remarks] 大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻 明石研究室

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~akashi-lab/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] ステレオコンプレックスポリマーの製造方法2012

    • Inventor(s)
      明石 満 赤木隆美 藤原知子
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      JP-2012-010385
    • Filing Date
      2012-01-20
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工皮膚モデルの製造方法、及び人工皮膚モデル2012

    • Inventor(s)
      明石 満 松崎典弥 佐倉武司 橋本公二 白方裕司 平川聡史
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学 愛媛大学 住友ベークライト(株)
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      WO/PCT/JP2012/058329
    • Filing Date
      2012-03-29
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規トリメチレンカーボネート誘導体および該ポリマー2011

    • Inventor(s)
      明石 満 網代広治 山本一博 南部伸介
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      JP-2011-101393
    • Filing Date
      2011-04-28

URL: 

Published: 2014-07-24  

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