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2014 年度 実施状況報告書

界面活性剤を利用した生分解性多孔質膜の内部・表面構造制御とバイオプロセスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 24560957
研究機関新潟大学

研究代表者

田中 孝明  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00217043)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード多孔質膜 / 生分解性材料 / 生体材料 / バイオプロセス / バイオセパレーション
研究実績の概要

本研究課題は界面活性剤(Tween 80など)を用いて生分解性プラスチック(ポリ乳酸など)を多孔質化することにより,分離膜および組織再生用足場材料の開発を目指す研究である。本年度は下記の検討を行った。
<1.ポリ乳酸製分離膜の内部構造形成機構> ポリ乳酸-1,4-ジオキサン-Tween 80-系溶液から水を非溶媒とする非溶媒誘起相分離法を用いて作製したポリ乳酸製濾過膜の内部構造の形成機構について検討した。ポリ乳酸-1,4-ジオキサン-溶液の水の滴下による相分離は,高分子溶液の温度を変化させて得られた相図から推算した少ない水分濃度にて生じることが示された。本研究で用いたポリ乳酸は光学純度(98.5%)が高く,その高い結晶性により,局所的な水分濃度の上昇により生じたゲルが攪拌しても再溶解しないためであると考えられる。キャストしたポリ乳酸溶液の水槽への浸漬時にも同様な現象が生じており,ポリ乳酸多孔質膜の構造形成には熱力学的な相分離挙動に加えて速度論的な現象が関与していると考えられた。溶媒へのTween 80を添加効果も速度論的な現象が関与していることを示した。これらの分離膜としての研究成果はJournal of Membrane Science誌に発表した。
<2.細胞培養用足場材料への応用を目指した製膜条件の最適化> ポリ乳酸-1,4-ジオキサン-Tween 80-水-系溶液から非溶媒誘起相分離法を用いて作製したポリ乳酸製多孔質膜を用いた骨芽細胞様細胞の培養を継続して行っている。非対称膜の粗い面側に細胞を播種して培養を行うと,指状の多孔質構造を利用して膜内部にまで細胞が増殖可能なことを示し,The 10th International Congress on Membranes and Membrane Processesにて発表した。

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

ポリ乳酸膜の多孔質構造の制御と分離膜への応用については,Journal of Membrane Science誌に発表したが,その際の査読対応に長期の実験が求められたため,足場材料への応用実験が遅れた。

今後の研究の推進方策

界面活性剤を用いて構造を制御したポリ乳酸製多孔質膜を用いた骨芽細胞様細胞の培養および分析方法の検討を進めている。

次年度使用額が生じた理由

本年度の培養用薬品類の消費が見込みよりも少なかったために次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度に物品費や旅費に使用する計画である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of poly(L-lactic acid) microfiltration membranes by nonsolvent-induced phase separation method with the aid of surfactants2015

    • 著者名/発表者名
      H. Minbu, A. Ochiai, T. Kawase, M. Taniguchi, D.R. LLoyd, T. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 479 ページ: 85-94

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2015.01.021

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 界面活性剤を用いて作製したポリ乳酸製多孔質膜の骨芽細胞用細胞培養への応用2014

    • 著者名/発表者名
      民部裕洋,谷口正之,川瀬知之,田中孝明
    • 学会等名
      化学工学会新潟大会2014
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市)
    • 年月日
      2014-11-22
  • [学会発表] Protein adsorption and recovery by hydroxyapatite microcapsules and their composite membranes with microporous membranes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka Y. Takai, A. Nagase, K. Teraguchi, S. Tada, Hi. Minbu, I.
    • 学会等名
      The 10th International Congress on Membranes and Membrane Processes
    • 発表場所
      Taihu International Conference Center (Suzuhou, China)
    • 年月日
      2014-07-24
  • [学会発表] PLLA microporous membranes prepared via nonsolvent induced phase separation method with surfactants2014

    • 著者名/発表者名
      H. Minbu, M. Taniguchi, D.R. Lloyd, T. Tanaka
    • 学会等名
      The 10th International Congress on Membranes and Membrane Processes
    • 発表場所
      Taihu International Conference Center (Suzuhou, China)
    • 年月日
      2014-07-22
  • [学会発表] 界面活性剤を用いたポリ乳酸製多孔質膜の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      民部裕洋,谷口正之,田中孝明
    • 学会等名
      日本膜学会年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2014-05-12
  • [図書] 濾過スケールアップの正しい進め方と成功事例集2014

    • 著者名/発表者名
      山下明泰,田中孝明,浦瀬太郎,伊藤雅喜,高島由布子,大村岳雄,入谷英司,中村一穂,青木裕,山村寛,深澤宏,志村靖二,中倉英雄,田中孝徳,岩田政司,橋本光紀,横井誠,加藤智,向井康人,熊野淳夫,他71名
    • 総ページ数
      531
    • 出版者
      技術情報協会
  • [備考] 「生分解性プラスチックを機能材料へ」

    • URL

      http://tctanaka.eng.niigata-u.ac.jp/FunctionalBiodegradablePlastics_a5.pdf

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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