| 研究課題/領域番号 |
21K12687
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90120:生体材料学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
小林 慎吾 九州大学, 先導物質化学研究所, 特任准教授 (70625110)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 精密重合 / 定序性高分子 / regio選択的重合 / Grubbs触媒 / 開環メタセシス重合 / 血液適合性材料 / バイオマテリアル / 生体親和性材料 / 生体適合性高分子 / 精密高分子合成 / 高分子構造・物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生体はタンパク質、核酸、多糖類などで構成された高分子複合体であり、例えば酵素が発現する極めて高い機能は、厳密に制御されたアミノ酸配列に基づく高次構造の発現と、分子内/分子間の特異的/非特異的相互作用の制御によって達成されている。一方、合成高分子では、モノマー配列の制御にかかる合成上の困難さに起因して、その配列の影響にまで注意を払った研究が行われることは稀である。
そこで本研究では、側鎖配列が制御されたモデル高分子の合成と、その生体適合性材料への応用研究を通じ、高分子材料－タンパク質－細胞間の相互作用について段階的に検討するとともに、高分子構造－生体適合性の相関性を明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
側鎖配列が制御された新規定序性ポリオレフィンを合成し、構造と機能との相関性に関する検討から、生体適合性発現にかかる機序の解明と、抗血栓性材料への応用を目指した研究を行った。柔軟なポリエチレン主鎖を持つポリマー5種、剛直なシクロオレフィンポリマー主鎖を持つポリマー8種の合成に成功した。いずれの主鎖構造の場合でもPMEAに匹敵する抗血栓性と、コート膜安定性を発現する高分子が見出された。固体NMR法を用いた評価結果から、生体温度で高分子と水がより均一に混和している高分子ほど高い抗血栓性を発現していることが分かった。
得られた高分子は、膜型人工肺などの表面コート材として有用であることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子材料が発現する生体適合性を制御するためには、高分子材料ー生体間相互作用の詳細を解明する必要がある。側鎖配列が制御された新規ポリオレフィンの構造－機能相関に関する本研究成果から、生体適合性高分子に必要な構造的・物性的特徴について理解を深めることができた。本研究で得たポリオレフィン系高分子は、疎水性が極めて高いにも関わらず高い抗血栓性を示し、優れた膜安定性をも示す。本研究成果は、従来の親水性・水溶性高分子に代わる新たな生体適合性材料の設計指針を示すものであり、その応用が期待されるとともに、医療分野における新しいバイオマテリアルの設計や医療デバイス開発、組織工学の進展に寄与することができる。
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