微細構造を制御した新規信号応答性ゲルの分子設計

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450365
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 加藤 政雄 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70214400)
• 研究分担者: 片岡 一則 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00130245) ; 長崎 幸夫 東京理科大学, 基礎工学部, 助教授 (90198309)
• キーワード: ボリサイラミン / 相転移 / ハイドロゲル / ゴム弾性転移 / 刺激答性ゲル / アクチュエータ / DDS / スピノーダル分解

研究概要

新しい信号応答性ゲルを調製するにあたって、本年度は以下のように研究を進めた。
i)ポリマー合成法の確立:本研究では最終目標として、DDS及び生体適合性を念頭に置いているため、水中で相 転移するポリマー合成を推進する。ビニル重合体の代わりに主鎖に親水性・疎水性セグメントを交互に有する新規ポリマーの合成を行った。ゲルとしての運動性を導入するため、疎水部には有機シリコン或いははシリコーンを中心にポリサイラミンおよびポリシロキシエチレングリコールの合成法を確立した。
ii)テレケリックポリマー:上記のようにして得られた信号応答性ポリマーとともに、既存で知られているビニル重合型信号応答性ポリマーも含めて、テレケリックス化を試みた。実際には末端にアクリルアミド基を導入し、下記のようにゲルを調製した。
iii)ゲル調製と物性評価:上記i)、ii)で得られた材料からゲル粒子を調製した。水中分散方によりラジカル重合法を用いて100〜500マイクロメートル程度の微粒子を調製した。
iv)ゲルの物性評価:物理的な熱測定(ガラス転移点、相転移点)等とともに機械的特性(材料強度)の評価を行った。ポリサイラミンはプロトン化するとともに広がり剛直化するため、膨潤とともに堅くなる今までにないゲルとなることが明らかとなった。さらに膨潤ゲルをアルカリ水溶液に投入することにより、表面に70マイクロメートル程度のスキン相が形成した。このスキン相はゲル内部と外部の極めて高い化学ポテンシャルバリアに逆らって、数ヶ月間にわたり安定に存在した。この粒子を酸性溶被につけたとき、3分以内にスキン相は消滅した。これは相転移に伴うコンホメーション変化がゲル内部の限られた空間のために極めて起こりにくくなっていることを示唆する。このように安定なスキン相は薬物除法用単体として期待される。

研究成果

• [文献書誌] 加藤政雄: "Surface Plasma Polymerization of Poly(ethylene glycol) Heterotelechelic Macromonomers for Construction of Cell Specific Surface"Journal of Photopolymr Science and Technology,. 12. 58-92 (1999)
• [文献書誌] 加藤政雄: "Water Soluble EB-Resisit Based on Amino-Containing Polymer,Soluble EB-Resist Based on Amino-Containning Polymer"Journal of Photopolymr Science and Technology. 12. 369-372 (1999)
• [文献書誌] 加藤政雄: "Core-Polymerrized Reactive Micelles from Heterotelechelic Amphiphilic Block Copolymers"Macromolecules. 32. 1140-1146 (1999)
• [文献書誌] 加藤政雄: "The Reactive Polymeric Micelle Based on An Aldehyde-ended Poly(ethylene glycol)/Poly(lactide) Block Copolymer"Macromolecules. 31. 1473-1479 (1998)
• [文献書誌] 加藤政雄: "Minimized plateket interaction with Poly(2-hydroxyethlmethacrylate)-block-poly(4-bis(trimethylsilyl)methylstyrene)hydrogel showing anomalously high free water count"Journal of Biomaterials Science,Polymer Edition. 9. 111-130 (1998)
• [文献書誌] 加藤政雄: "2-Phenylallyl-ended Poly(a-Methylstyrene) Derivatives for Electron Bram Resisit"Journal of Photopolymer Science and Technology,Communications. 11. 163-164 (1998)