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天然に広く存在するキチン、キトサンをさらに有効に利用するため、付加価値の高い複合材料へ変換する試みが多くなされている。高分子化学を基盤とし、高い吸湿性や光学的異方性を有する素材開発など生命工学、工学分野での展開が図られている。本研究では、"バイオミメティック"な素材開発の原点に返り、生物の持つ構造多様性の一つである生体組織内でのキチンとマトリクスの複合構造やその高次構造の形成、構築、分解に関する基礎を明らかにして、その生命原理を応用して生物素材としての特徴を生かした新規複合材料の創成を目標に据えた。
初年度は人工骨代替え素材となりうるヒドロキシアパタイトをキチンやセルロースのナノ繊維ネットワーク内に形成することを試みた。その優れた力学特性や生体安全性からある程度強度を担う素材に変換可能であると予想された。バイオミネラル化については3通りの方法を試み、ヒドロキシアパタイトの形成される条件を時間、温度、濃度、基質量をパラメータにしてスクリーニングした。人工体液(simulated body fluid)は時間はかかるものの化学分析によるCa/P比から理想的なヒドロキジアパタイトが形成されることが分かった。
キチンとセルロースを比べた場合、予想に反してセルロースをスカッフォールドにした方がアパタイト形成が順調に進行することがわかった。またセルロース表面に特殊な官能基を導入することでアパタイト形成が促進されることが明らかになった。
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