アラミドとシリコーンのマルチブロック共重合による医用高強度高酸素透過性樹脂の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558257
• 応募区分: 試験
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 明石 満 鹿児島大学, 工学部, 教授 (20145460)
• 研究分担者: 鯉沼 康美 日本油脂株式会社, 筑波研究所, 生体材料プロジェクト ; 芹澤 武 鹿児島大学, 工学部, 助手 (30284904) ; 岸田 晶夫 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60224929) ; 下高原 哲朗 鹿児島大学, 医学部, 助手 (80216126) ; 丸山 征郎 鹿児島大学, 医学部, 教授 (20082282)
• キーワード: アラミド・シリコーン樹脂 / ブロック共重合体 / シリコーン / 表面解析 / 酸素透過性 / 熱機械特性他 / 生体適合性 / ミクロ相分離構造

研究概要

アラミド・シリコーン樹脂の大量合成が可能なレベルまで合成方法の最適化が行われ、表面解析、バルク構造解析、物性評価を行った。生体成分との相互作用も研究計画に従って行い、多くの知見が得られ整理できた。まず、シリコーン成分をジシロキサンとしたものについて合成し、バルク特性、表面性状を調べた。酸素透過性については、シリコーン成分の分子量1680のものについて特に詳細に調べた結果、人工肺として要求される性能を有していることを明らかにした。熱機械特性他の諸物性を調べた結果、超薄膜化が可能なこの透明性のある含シリコーン樹脂の材料としての多様性を見出すに至っている。
また、これまで生体適合性の良さを表面に集積したシリコーンの機能として説明してきたが、さらにタンパク質他の生体成分との相互作用を詳細に検討した結果、高い酸素透過性を含めシリコーン表面集積だけでは充分に説明することができず、ミクロ相分離構造をとっていると考え、説明を試みた。同時に、電子顕微鏡観察を開始し、シリコーン成分の表面集積と内部でのミクロ相分離構造を明らかとした。本研究は、アラミド・シリコーン樹脂の実用化を念頭においた基礎研究であるが、本年度の実績により、1)生体適合性の高い酸素透過性と強度に優れた材料であることと、2)この材料をブロック共重合体の典型を考え、表面およびバルク構造を整理することにより、新規な機能材料創成への重要な知見を得る可能性があることも同時に示すことができた。

研究成果

• [文献書誌] T.Furuzono,K.Seki,A.Kishida,T.Ohshige,K.Waki,I.Maruyama,M.Akashi: "Novel Functional Polymers : Poly(dimethyls)iloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers III. Synthesis and Surface Properties of Disiloxane-Aromatic Polyamide Multiblock Copolymer" J.Appl.Polym.Sci.59. 1059-1065 (1996)
• [文献書誌] T.Matsumoto,Y.Koinuma,K.Waki,A.Kishida,T.Furuzono,I.Maruyama,M.Akashi: "Novel Functional Polymers : Poly(dimethyls)iloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers IV. Gas Permeability and Thermomechanical Properties of Aramid-Silicone Resins." J.Appl.Polym.Sci.59. 1067-1071 (1996)
• [文献書誌] T.Furuzono,A.Kishida,M.Yanagi,T.Matsumoto,T.Kanda,T.Nakamura,T.Aiko,I.Maruyama,M.Akashi: "Novel Functional Polymers : Poly(dimethyls)iloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers V. The Interaction between Biomolecules and the Surface of Aramid-Silicone Resins," J.Biomater.Sci.Polym.Ed.7. 871-880 (1996)
• [文献書誌] T.Furuzono,K.Senshu,A.Kishida,T.Matsumoto,M.Akashi: "Novel Functional Polymers : Poly(dimethyls)iloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers VI. A Transmission Electron Microscopic Study on Microphase-Separated Structure in Aramid-Silicone Resin," Polym.J.29. 201-203 (1997)
• [文献書誌] T.Matsumoto,T.Uchida,A.Kishida,T.Furuzono,I.Maruyama,M.Akashi: "Novel Functional Polymers : Poly(dimethyls)iloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers VII. Oxygen Permeability of Aramid-Silicone Membranes in a Gas-Membrane-Liquid System" J.Appl.Polym.Sci.(印刷中).
• [文献書誌] M.Akashi,T.Furuzono,T.Marsumoto,A.Kishida,I.Matuyama,: ""A Novel Biomaterial : Aramid-Silicone Resinsm",in "Advanced Biomateraials in Biomedical Engineering and Drug Delivery Systems"" N.Ogata,S.W.KIm,J.Feijen,,T.Okano(Eds.),Springer,Tokyo, 5 (1996)
• [文献書誌] A.Kishida,T.Furuzono,I.Maruyama,T.Matsumoto,M.Akashi: ""Surface Properties of Poly(dimethylsiloxane)-Polyamide Multiblock Copolymers (PAS)" in "Surface Science of Crystalline Polymers"" M.Terano, N.Yui (Eds) Kodansha, Tokyo,12 (1996)
• [文献書誌] M.Akashi,T.Furuzono,A.Kishida,I.Maruyama,T.Matsumoto: ""A Novel Biomaterial : Aramid-Silicone Resin" in "Functional Monomers and Polymers"" K.Takemoto,M.Kamachi,R.M.Ottenbrite (Eds) Marcel Dekker,Inc., 42 (1997)