| 研究課題/領域番号 |
20K15343
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
徐 于懿 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10757678)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ポリ（γ-グルタミン酸） / 注射可能なヒドロゲル / 自己修復 / 生分解性 / 組織工学 / ポリ-γ-グルタミン酸 / 注射可能なハイドロゲル / 酵素架橋 / ディールスアルダー反応 / デュアル刺激応答性 / 自己修復性 / ハイドロゲル / ポリグルタミン酸 / 温度応答性 / 酵素応答性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では生体応用できる刺激応答性ハイドロゲルを創出するため、主基材として納豆由来の生分解性高分子ポリ-γ-グルタミン酸（PGA）を用いて、側鎖に機能団を導入する。異なる機能団を導入することにより、デュアル刺激応答性ハイドロゲル前駆体は異なる環境に応じてゲル化できる。生体内で応用しやすい温度応答性と酵素応答性の機能団を導入し、温度応答性により瞬時ゲル化した後、酵素反応によりハイドロゲルの機械的強度を制御できるように設計する。このようなデュアル刺激応答性ハイドロゲルの前駆体構造や硬化条件を変えることでゲル強度を自在に制御し、広範囲に利用できるインジェクタブル細胞スキャホールドへの応用を目指す。
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| 研究成果の概要 |
刺激応答性ゲルを医療分野や環境関連分野に利用するためには、シグナルとなる分子を認識して体積変化する分子刺激応答性ゲルの開発が重要である。特に、生体内の各組織に対して機械的強度が異なるため、各組織に適用できる機械的強度を持つハイドロゲルの開発が必要となる。本研究では、納豆菌によって生産されたポリ-γ-グルタミン酸（PGA）を基盤とした刺激応答性ハイドロゲルを創製し、注射可能な細胞スキャホールドへの応用を目指した。PGA主鎖に様々な機能団を搭載することにより、ゲル化時間とゲル強度を制御でき、良好な生体接着性を示した注射可能なハイドロゲルを創製した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究ではPGAを基盤とした新規デュアル刺激応答性ハイドロゲルを創出する。温度応答性と酵素応答性を搭載したPGAゲル前駆体は申請者独自の発想であり、導入した機能性分子の導入率あるいは刺激条件を制御することにより、ハイドロゲルのゲル化時間とゲルの機械的強度を簡単に制御できた。また、酵素応答と温度応答のデュアル刺激応答ハイドロゲルは中性領域で細胞に影響の少ない添加剤（ビスマレイミド）と酵素の添加や多少の加温でゲル化時間と機械的強度が制御できる。側鎖にカルボン酸を有するPGAを主鎖とすることで生分解性機能とゲル化時間・ゲル強度の制御機能を共にスキャホールドに搭載できる点も大きな特徴である。
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