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網目構造の精密な制御によるTetra-PEGゲルの低摩擦化と医用材料への応用

研究課題

研究課題/領域番号 12J07983
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京大学

研究代表者

赤木 友紀  東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2012年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードハイドロゲル / 引裂試験 / 靭性 / 均一網目構造 / 高強度 / 弾性率
研究概要

申請者は本年度内に以下の事項について明らかにした。
(1) Tetra-PEGゲルの引裂試験 : 引裂試験を行うことで、材料に亀裂があった場合にどれくらいのエネルギーを加えると破壊するかを表すパラメータである破壊エネルギーを見積もることができる。従来、最も用いられているモデルにLake-Thomas modelがある。先行研究より、引裂試験から得られた実験値と理論値はスケーリングでは一致するが、絶対値では実験値が理論値より高い値を示すことが報告させている。しかしながら、エラストマーの破壊についての詳細な評価は極めて困難であり、その原因についても明らかにされていなかった。Tetra-PEGゲルを用いた本研究の破壊エネルギーの評価より、その詳細な描像を明らかにすることに成功した。
(2) Tetra-PEGゲルのin vivo評価 : Tetra-PEGゲルをマウスの皮下で作製し、ゲルが生体内で作製可能かどうか、また、ゲルが生体内で使用可能かどうかの指標となる安全性評価を行った。Tetra-PEGゲルは、作製時の濃度や混合状態によって、作製させるゲルの物理特性が変化する。また、アミノ基と活性エステル基の反応であるため、生体内での反応が円滑に進行するかも懸念される。しかしながら、マウスを用いた実験結果から、生体内でもin vitroと同様に、on siteでゲルが作製されることが確認された。一方、安全試験の結果ではやや炎症が確認され、また、in vitroに比べてゲルの分解が早いことが示唆された。In vivoの評価には、更なる研究が必要になると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(抄録なし)

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ultimate elongation of polymer gels with controlled network structure2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi, et al.
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 3 号: 32 ページ: 13251-13258

    • DOI

      10.1039/c3ra41580e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fracture energy of polymer gels with controlled network structures2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Physics

      巻: 139 号: 14 ページ: 144905-144905

    • DOI

      10.1063/1.4823834

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical propert ies of a polymer network of Tetra-PEG gel2013

    • 著者名/発表者名
      Asumi Sugimura, et al.
    • 雑誌名

      Polymer Journal

      巻: 45 号: 3 ページ: 300-306

    • DOI

      10.1038/pj.2012.149

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition between phantom and affine network model observed in polymer gels with controlled network structure2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi, et al.
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 46 号: 3 ページ: 1035-1040

    • DOI

      10.1021/ma302270a

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of elastic modulus in polymer gels with controlled network structure2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      International Soft Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Roma・Italy
    • 年月日
      2013-09-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 均一構造を有する生体適合性高強度ハイドロゲルの創製2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      第42回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所・東京
    • 年月日
      2013-07-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 精密ネットワーク構造を有する高分子ゲルの力学特性2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      第62回高分子年次大会
    • 発表場所
      京都国際会館・京都
    • 年月日
      2013-05-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 精密ネットワーク構造を有する高分子ゲルの力学特性と構造評価2013

    • 著者名/発表者名
      赤木 友紀
    • 学会等名
      第24回ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 年月日
      2013-01-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of structural parameters on maximum deformation of Tetra-PEG gel2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2012-11-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effect of structural parameters on maximum deformation of Tetra-PEG gel2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      Gelsympo 2012
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2012-10-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Tetra-PEG Gelの最大変形率に及ぼす構造パラメータの影響2012

    • 著者名/発表者名
      赤木 友紀
    • 学会等名
      田中豊一記念シンポジウム2012
    • 発表場所
      酪農学園大学、北海道
    • 年月日
      2012-06-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゲルの構造形成に及ぼすプレポリマー分岐数の効果2012

    • 著者名/発表者名
      赤木 友紀
    • 学会等名
      第61回高分子年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of the mechanical properties and structure of a polymer network formed by cross-end coupling2012

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akagi
    • 学会等名
      Nanobaio Seattle 2012
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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