2021 Fiscal Year Annual Research Report

Hydration Structure of Biomaterials in Contact with Liquid Flow

Publicly Offered Research

Project Area	Aquatic Functional Materials: Creation of New Materials Science for Environment-Friendly and Active Functions
Project/Area Number	20H05235
Research Institution	Osaka Electro-Communication University
Principal Investigator	森田成昭大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (20388739)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2022-03-31
Keywords	赤外分光 / ケモメトリックス / バイオマテリアル / 水和構造
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は，血流程度の流れと接したバイオマテリアルの水和構造を官能基レベルで理解することである．そのために，in situ ATR-IR法を改良して，流れと接したバイオマテリアルの赤外スペクトルを偏光測定できるようにした．前年度までの研究で，抗血栓性に優れたバイオマテリアルであるpoly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) を試料として用いたときに，PMEAの水和水が流れの影響を受けて脱水和を起こし，水和構造を変化させていることを発見した．そこで今年度は，得られた偏光スペクトルを詳細に解析し，分子レベルでの構造変化を考察した．これにより，PMEAの水和構造に重要な役割を果す側鎖が流れの影響を受けて，僅かに分子配向を示すことが示唆された．また，双性イオン性基を有する抗血栓性バイオマテリアルである2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC) 共重合体を試料として用いたときには，PMEAとは異なり，流れと接することによる顕著な脱水和が観測されず，MPC共重合体における双性イオン性基の特異性が示唆された．これらの研究成果は，以前に行った電解質水溶液を用いた実験結果 (S. Morita, et al., Langmuir, 30, 10698, (2014).) と類似しており，同じ抗血栓性を示すバイオマテリアルであっても，中性のPMEAと双性イオン性のMPC共重合体では材料機能の発現機構が異なることが示唆された．
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。