| 研究課題/領域番号 |
15K07893
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| 研究機関 | 岐阜薬科大学 |
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研究代表者 |
笹井 泰志 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (60336633)
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| 研究分担者 |
山内 行玄 松山大学, 薬学部, 准教授 (10461378)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 細胞培養基板 / 原子移動ラジカル重合 / 生体適合性高分子 / 高分子ブラシ / タンパク質吸着抑制効果 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は汎用細胞培養基材であるポリスチレンシャーレを基板として、その表面でのスフェロイド状細胞培養を可能にする機能性ハイドロゲル薄膜の合成に関するものである。
平成27年度は、その高分子が高い保水効果と双性イオン構造により高い生体適合性を有することが報告されている[(2-methacryloyloxy)ethyl]dimethyl-(3-sulfopropyl)ammonium hydroxyde(MEDSAH)をモノマーに用い、ポリスチレン表面からの原子移動ラジカル重合（ATRP）による高密度高分子グラフト層（高分子ブラシ）の合成条件を確立するとともに、その特性を評価した。まず、ATRP条件の最適化により、乾燥状態での厚さとして約80nmまでの範囲でMEDSAH高分子ブラシ膜厚の制御が可能であることを明らかにした。そして、その表面の生体適合性の指標となる親水性とタンパク質吸着性について、膜厚の依存性に着したところ、親水性はセシルドロップ法による静的水接触角として、約30nmまでの膜厚で急激に低下し、それ以上の膜厚では10°未満の超親水性を示した。一方、その表面へのタンパク質吸着性については、10nm未満の膜厚においても高い抑制効果が認められた。これらの結果は、MEDSAH高分子ブラシへのタンパク吸着抑制効果は、単にMEDSAH高分子ブラシ高い親水性のみに基づくものではなく、MEDSAHの分子構造にも起因することを示唆するものであった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
予定では、複数の生体適合性高分子ブラシの構築を目標としていたが、平成27年度は、従来のポリスチレン基板表面へのATRP開始剤法が再現性に乏しいことが明らかとなり、その改善に時間を要し、モノマーにMEDSAHを用いた高分子ブラシの作成とその評価のみとなった。一方で、MEDSAHを用いた検討により、再現性高いATRP開始剤導入法の確立することができたため、この遅れはすぐに挽回できるものと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
新しく確立した方法により調製したATRP開始剤修飾ポリスチレン基板を用い、生体適合高分子として利用が期待されているpoly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate、hydroxyethyl methacrylate、2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholineの高分子ブラシを合成するとともに、タンパク質非吸着性および細胞非接着性を含めた表面物性評価を行う。また、平成27年度に構築したMEDSAH高分子ブラシも含め、それら高分子ブラシへプラズマ表面処理をした時の高分子反応特性を解析する。プラズマ反応特性は、X線光電子分光スペクトル測定と電子スピン共鳴スペクトル測定から、プラズマ照射により惹起される高分子構造の変化から評価する。また、原子間力顕微鏡を用いたプラズマ表面処理により惹起されるモルフォロジー変化にいても評価する。それらの結果を総合的に分析することで、細胞非接着性を有する高分子ブラシ表面へのプラズマ表面処理による細胞のスフェロイド形成に適した微小空間の構築を目指す。
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