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2015 年度 実績報告書

導電性高分子ゲル電極による高効率な細胞刺激システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25246016
研究機関東北大学

研究代表者

西澤 松彦  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20273592)

研究分担者 鳥光 慶一  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00393728)
長峯 邦明  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00551540)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード導電性高分子
研究実績の概要

ハイドロゲルの表面に導電性高分子PEDOTとポリウレタンPUの複合体を配線した導電性高分子ゲル電極の作製プロセスを大幅に改良し、これまでの電解重合法による配線方法に加えて、光重合による配線が可能になった.これによって、絶縁被覆したPEDOT/PUをハイドロゲル上に配線することも可能となり、局所計測・局所刺激用の電極ツールとしての実用性が高まった.また、PEDOT/PUが電気化学的な制御(酸化還元)によって呈色することを明らかとし、自立性の表示材料として働きうることを見出し、オール有機物で伸縮性を有する表示素子の開発可能性を検討することが出来た.丈夫で伸縮可能なダブルネットワークハイドロゲルを支持基板兼ドーパント供給源としてPEDOT/PUに組み合わせることが技術課題であったが、上述の光重合配線によって実現した.今後は、酵素発電による薬剤浸透パッチの通電量を表示するデバイスとして、パッチ搭載を検討して行く.一方で、導電性高分子ハイドロゲル電極の特長を活かした応用として、体液による膨潤をによる形状やサイズの制御の可能性を示すことが出来た.電極の元形状を潰して微小粒状に乾燥させ、体内で膨張により元形状を回復すると共に、自らが変形によって発生する力によって患部に固定する(付着する)機能の実現を目指すめどが付いたといえる.具体的には、脳の間隙部に膨張力で固定される脳電極の開発や、神経束に巻きつく電極の開発が来年度の研究開発項目として設定可能となった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

体外(in vitro)および体内(in vivo)での利用を目指す改良が予定どおり進行し、さらにエレクトロクロミズム機能や膨潤による自己固定機能などを見出すことで応用可能性が拡充したから.

今後の研究の推進方策

導電性高分子ハイドロゲル電極の特長を活かした応用として、体液による膨潤をによる形状やサイズの制御に注力する.電極の元形状を潰して微小粒状に乾燥させ、体内で膨張により元形状を回復すると共に、自らが変形によって発生する力によって患部に固定する(付着する)機能の実現である.具体的には、脳の間隙部に膨張力で固定される脳電極の開発や、神経束に巻きつく電極の開発を進める.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Portable Micropatterns of Neuronal Cells Supported by Thin Hydrogel Films2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nagamine et al.
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 1 ページ: 329-334

    • DOI

      10.1021/acsbiomaterials.5b00020

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly Stretchable Cell-Cultured Hydrogel Sheet2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nagamine et al.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 ページ: 66334-66338

    • DOI

      10.1039/C5RA11059A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stretchable Biofuel Cell with Enzyme-Modified Conductive Textiles2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogawa et al.
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectrinics

      巻: 74 ページ: 947-952

    • DOI

      10.1016/j.bios.2015.07.063

    • 謝辞記載あり
  • [産業財産権] 複合材料、複合材料の製造方法2015

    • 発明者名
      西澤松彦、長峯邦明
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-194485
    • 出願年月日
      2015-09-30

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公開日: 2017-01-06  

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