新規高強度ハイドロゲルーテトラPEGゲルの医用構造材料へ向けた評価と機能性の付与

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23700555
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 酒井 崇匡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (70456151)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: ハイドロゲル / Tetra-PEG ゲル / 医用構造材料 / 生分解性

研究概要

新規高強度ゲルであるTetra-PEGゲルの医用構造材料への応用へ向けて、生体適合性の評価、薬物放出挙動の評価、分解性の付与をおこなった。原材料・ゲル作製過程・作製されたゲルの生体適合性を調べ、生体内でon-siteで作製可能なゲルであることを確認した。分子量の異なる高分子モデル薬物のゲルからの放出挙動を調べ、ゲル網目がモデル薬物の放出挙動に及ぼす影響を明らかにした。新たな分子設計によりゲルの分解挙動を制御する事に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Solvation Structure of Poly(ethylene glycol) in Ionic Liquids Studied by High-energy X-ray Diffraction and Molecular Dynamics Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Asai, K. Fujii, K. Nishi, T. Sakai, K.Ohara, Y. Umebayashi and M. Shibayama
  • 雑誌名: Macromolecules, ASAP
  • DOI: DOI:10.1021/ma400218e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transition between phantom and affine network model observed in polymer network with controlled network structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Akagi, JP. Gong, U. Chung and T. Sakai
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 46 ページ: 1035-1040
  • DOI: DOI:10.1021/ma302270a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gelation process of Tetra-PEG ion-gel investigated by time-resolved dynamic light scattering (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Asai, K. Nishi, T. Hiroi, K. Fujii, T.Sakai and M. Shibayama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 54 ページ: 1160-1166
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2012.12.053
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rubber Elasticity for Incomplete Polymer Networks (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishi, M. Chijiishi, Y. Katsumoto, T.Nakao, K. Fujii, U. Chung, H. Noguchi, T. Sakai and M. Shibayama
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 137 ページ: 224903
  • DOI: doi:10.1063/1.4769829
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical properties of a polymer network of Tetra-PEG gel (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sugimura, M. Asai, T. Matsunaga, Y.Akagi, T. Sakai, H. Noguchi and M. Shibayama
  • 雑誌名: Polymer Journal, online
  • DOI: doi:10.1038/pj.2012.149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anomalous volume phase transitionin a polymer gel with alternative hydrophilic/amphiphilic sequence (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kamata, U. Chung, M. Shibayama, and T.Sakai
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 2730-2736
  • DOI: DOI:10.1039/C2SM25168J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain energy density function of near-ideal polymer network estimated by biaxial deformation of Tetra-PEG gel (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Katashima, K. Urayama, U. Chung and T.Sakai
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 8217-8222
  • DOI: DOI:10.1039/C2SM25340B
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and evaluation of tetrapod-shaped granular artificial bones (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Choi, I. Liu, K. Yamamoto, K. Igawa, M.Mochizuki, T. Sakai, E. Ryosuke, M. Honnami, S. Suzuki, U. Chung, N. Sasaki
  • 雑誌名: Acta Biomaterialia 巻: 8 ページ: 2340-2347
  • DOI: doi:10.1016/j.actbio.2012.02.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of swelling and deswelling on the elasticity of polymer networks in dilute to semi-dilute region (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, M. Kurakazu, Y. Akagi, M.Shibayama and U. Chung
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 2730-2736
  • DOI: DOI:10.1039/C2SM07043J
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic Study for AB-Type Coupling Reaction of Tetra-Arm Polymers (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishi, K. Fujii, M. Chijiishi, Y. Katsumoto, U. Chung, T. Sakai, and M. Shibayama
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 45 ページ: 1031-1036
  • DOI: DOI:10.1021/ma202386k
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance ion gel with Tetra-PEG network (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Fujii, H. Asai,T. Ueki,T. Sakai, S.Imaizumi, U. Chung, M. Watanabe and M. Shibayama
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 8 ページ: 1756-1759
  • DOI: DOI:10.1039/C2SM07119C
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise control and prediction of hydrogel degradation behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Li, Y. Tsutsui, T. Matsunaga, M.Shibayama, U. Chung, T. Sakai
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 3567-3571
  • DOI: DOI:10.1021/ma2004234
  • 査読あり
• [雑誌論文] State of Water, Molecular Structure, and Cytotoxicity of Silk Hydrogels (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Numata, T. Katashima, T. Sakai
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 ページ: 2137-2144
  • DOI: DOI:10.1021/bm200221u
  • 査読あり
• [雑誌論文] Examination of the theories of rubber elasticity using an ideal polymer network (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Akagi, T. Katashima, Y. Katsumoto, K.Fujii, T. Matsunaga, U. Chung M. Shibayama, T. Sakai
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 5817-5821
  • DOI: DOI:10.1021/ma201088r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Connectivity and Structural Defects in Model Hydrogels: A Combined Proton NMR and Monte Carlo Simulation Study (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Lange, K. Schwenke, M. Kurakazu, Y.Akagi, U. Chung, M. Lane, J. Sommer, T. Sakai, K. Saalwachter
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 44 ページ: 9666-9674
  • DOI: DOI:10.1021/ma201847v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and physical properties of dried Tetra-PEG gel (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nomoto, T. Matsunaga, T. Sakai, M.Tosaka, M. Shibayama
  • 雑誌名: Polymer 巻: 52 ページ: 4123-4128
  • URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2011.06.053
  • 査読あり
• [学会発表] Tetra-PEGゲルの力学特性に及ぼす網目構造の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: つくばソフトマター研究会
  • 発表場所: 那珂郡,茨城県
  • 年月日: 20120830-31
• [学会発表] Evaluation of the mechanical properties and structure of a polymer network formed by cross-end coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Akagi, Ung-il Chung, Takamasa Sakai
  • 学会等名: nanobaio seattle2012
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20120723-24
• [学会発表] 高分子網目形成に及ぼすプレポリマー分岐構造の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原俊也,鄭雄一,酒井崇匡
  • 学会等名: 田中豊一記念シンポジウム2012
  • 発表場所: 江別市,北海道
  • 年月日: 20120629-30
• [学会発表] Tetra-PEG gelの二軸延伸による理想網目構造の歪エネルギー密度関数の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片島拓弥,浦山健治,鄭雄一,酒井崇匡
  • 学会等名: 田中豊一記念シンポジウム2012
  • 発表場所: 江別市,北海道
  • 年月日: 20120629-30
• [学会発表] Tetra-PEG Gelの最大変形率に及ぼす構造パラメータの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 赤木友紀,片島拓弥,鄭雄一,酒井崇匡
  • 学会等名: 田中豊一記念シンポジウム2012
  • 発表場所: 江別市,北海道
  • 年月日: 20120629-30
• [学会発表] 高分子網目における網目サイズの不均一分布が力学特性に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 近藤真司、酒井崇匡、鄭雄一
  • 学会等名: 田中豊一記念シンポジウム2012
  • 発表場所: 江別市,北海道
  • 年月日: 20120629-30
• [学会発表] Evaluation of the mechanical properties and structure of a polymer network formed by cross-end coupling (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Akagi, Ung-il Chung, Takamasa Sakai
  • 学会等名: SIMS2012
  • 発表場所: Tsukuba, Ibaragi.
  • 年月日: 20120317-19
• [学会発表] Tetra-PEGゲルのバイマテリアルへの応用へ向けた試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: 第47回高分子学会筑波地区活動講演会
  • 発表場所: つくば市,茨城県
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] 四分岐ポリマーからなるTetra-PEGゲルにおける構造解析と物性との相関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: 精密ネットワークポリマー研究会
  • 発表場所: 目黒区,東京都
  • 年月日: 2012-04-20
• [学会発表] Tetra-PEGケ〓ルの分解挙動の精密制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: リキョウ、筒井裕亮、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 理化学研究所・若手勉強会
  • 発表場所: 横浜市,神奈川県
  • 年月日: 2012-01-27
• [学会発表] Tetra-PEGゲルの構造と物性の相関とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: 高分子ゲルワークショップ
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110930-1001
• [学会発表] Tetra-PEGケ〓ルの分解挙動の精密制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: リキョウ、筒井裕亮、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 高分子ゲルワークショップ
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110930-1001
• [学会発表] Tetra-PEGケ〓ルの分解挙動の精密制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: リキョウ、筒井裕亮、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会討論会
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] 高分子ゲルの構造に及ぼす結合欠陥の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 千々石雅志、西健吾、赤木友紀、勝本之晶、藤井健太、柴山充弘、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会討論会
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] Tetra-PEGゲルを用いたゴム弾性の分子論的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片島拓弥、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会討論会
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] ゲルの構造形成に及ぼすプレポリマー分岐数の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤木友紀、石原峻也、藤井健太、松永拓郎、柴山充弘、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会討論会
  • 発表場所: 岡山市,岡山県
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] 四分岐ポリマーからなるTetra-PEGゲルの構造と物性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: 2011年度繊維学会年次大会
  • 発表場所: 江戸川区,東京都
  • 年月日: 20110608-10
• [学会発表] Tetra-PEGケ〓ルの分解挙動の精密制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: リキョウ、筒井裕亮、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪市,大阪府
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] ゲルの構造形成に及ぼすプレポリマー形状の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片島拓弥、近藤真司、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪市,大阪府
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] ゲルの構造形成に及ぼすプレポリマー分岐数の効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 赤木友紀、柴山充弘、鄭雄一、酒井崇匡
  • 学会等名: 第60回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 大阪市,大阪府
  • 年月日: 20110525-27
• [学会発表] 高い均一性を有するTetra-PEGゲルの合成と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 酒井崇匡
  • 学会等名: 第21回高分子ゲル研究会講座
  • 発表場所: 新宿区,東京都
  • 年月日: 2011-11-18
• [備考]
  • URL: http://www.tetrapod.t.u-tokyo.ac.jp/sakai/saito/Main.html
• [産業財産権] イオン液体含有ゲルの製造方法 (2012)
  • 発明者名: 鄭雄一、酒井崇匡、柴山充弘、藤井 健太
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権番号: 特願 2012-078853
  • 出願年月日: 2012-03-30
• [産業財産権] イオン液体含有ゲル状組成物、ゲル状 薄膜、及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 鄭雄一、酒井崇匡、柴山充弘、上木 岳士、藤井健太、渡邉正義
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学、国立大学法 人横浜国立大学
  • 産業財産権番号: 特願 2011-198851
  • 出願年月日: 2011-09-12