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固定化高分子鎖のベルクロ様絡み合い制御による生体環境下での界面接着・脱着

研究課題

研究課題/領域番号 16K12893
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生体医工学・生体材料学
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

由井 伸彦  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (70182665)

研究分担者 堤 祐介  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (60447498)
有坂 慶紀  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (70590115)
田村 篤志  東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80631150)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードベルクロ様絡み合い / ポリエチレングリコール / 接着
研究成果の概要

本研究では電着法によってポリエチレングリコールの両末端を固定したチタン表面(ループ状表面)と片末端を固定したチタン表面(グラフト状表面)との組み合わせで生じる水中での分子鎖どうしの絡み合い現象においてポリマーの固定密度が与える影響について検討した。異なる固定密度のグラフト状およびループ状表面を用いて動的摩擦特性を解析したところ、0.1wt%のポリエチレングリコール溶液で作製したグラフト状表面とループ状表面の組み合わせにおいて特徴的なスリップ現象が観察され、ベルクロ様絡み合いには至適なポリエチレングリコール固定量が存在することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高分子鎖のベルクロ様絡み合いは、生体環境下での医療用具どうしの接着・脱着だけでなく、生体内の反応に応じて生体組織との接着・脱着を制御することにもつながる。体内に埋植した医療デバイスの組織への固定、治癒過程における癒着防止など生体内での接着可逆性の獲得は潜在的にニーズが高いため、波及効果は非常に高いと言える。本研究の成果は、これまで不可能であった生体環境下での高分子鎖固定化表面どうしの安定な接着と容易な剥離を可能にする基盤技術であり、生体材料学分野における新たな接着制御法として広範囲の応用展開が期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Versatile synthesis of end-reactive polyrotaxanes applicable to fabrication of supramolecular biomaterials2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Tamura, Asato Tonegawa, Yoshinori Arisaka, Nobuhiko Yui
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Organic Chemistry

      巻: 12 ページ: 2883-2892

    • DOI

      10.3762/bjoc.12.287

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Immobilization of ethylated polyrotaxanes with amino groups at both terminals onto titanium surfaces using an electrodeposition method2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Atsushi Tamura, Yusuke Tsutsumi, Takao Hanawa, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development (iLIM-3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Immobilization of polyrotaxanes onto Ti for modulating cell function2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Arisaka, Atsushi Tamura, Yusuke Tsutsumi, Takao Hanawa, Nobuhiko Yui
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development (iLIM-2)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞機能制御を指向した分子可動性ポリロタキサン表面の構築2016

    • 著者名/発表者名
      有坂慶紀, 徐 知勲, 田村篤志, 柿木佐知朗, 山岡哲二, 由井伸彦
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 シンポジウム2016
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡・福岡)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的作用点を有する荷電性ポリロタキサンLayer-by-Layer薄膜の作製2016

    • 著者名/発表者名
      山川 大智,田村 篤志,由井 伸彦
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京・江戸川)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的なネットワーク構造を有する細胞培養基材の構築を目指した末端架橋型ポリロタキサンゲルの調製2016

    • 著者名/発表者名
      利根川 朝人,有坂 慶紀,田村 篤志,由井 伸彦
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京・江戸川)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Supramolecularly movable polyrotaxane surfaces directing stem cell differentiation2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Yui, Ji-Hum Seo, Tetsuji Yamaoka, Sachiro Kakinoki, Mitsuhi Hirata
    • 学会等名
      The 11th International Conference on Medical Applications of Novel Biomaterials and Nanotechnology
    • 発表場所
      Perugia, Italy
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 成長因子活性を亢進する硫酸化ポリロタキサンを基本骨格とした移植用ゲルの調製と機能評価2016

    • 著者名/発表者名
      稲田 大佳輔,寺内 正彦,利根川 朝人,田村 篤志,山口 聰,由井 伸彦
    • 学会等名
      第65回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫・神戸)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体機能調節を目指したポリロタキサンの細胞内外からのアプローチ2016

    • 著者名/発表者名
      由井 伸彦
    • 学会等名
      ポリマーフロンティア21 医療を支える機能性高分子材料の研究最前線
    • 発表場所
      東京工業大学蔵前会館(東京・目黒)
    • 年月日
      2016-04-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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