リン酸化プルランを用いた硬組織接着型高機能DDSの開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25410228
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 沖原 巧 岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (70243491)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: プルラン / リン酸化 / 多糖 / 抗菌剤 / 界面活性剤 / DDS

研究実績の概要

低粘性の多糖であるプルランをリン酸化して得られるリン酸化プルランは、生体内の硬組織に対して極めて高い接着性を有し、生体材料として活用できる可能性を持つ材料である。多糖へのリン酸基付与の方法として、多糖にリン酸塩を加えマイクロ波照射を行う方法を開発した。これにより、多糖のリン酸化を水系・短時間で進行させることが可能となった。この方法は高粘性である多糖にも有効であることがわかった。特にプルランについては、前処理としてリン酸塩との混合処理を行うことで、リン酸化プルランのリン酸置換度の制御ができ、安定した合成が可能となった。また、リン酸化多糖－CPC複合体は、糖鎖の結合様式及びリン酸基同士の電荷反発による糖鎖の拡がりが関与していることがわかった。リン酸化多糖のリン酸基が抗菌性カチオン性界面活性剤である塩化セチルピリミジウムを引き寄せ、糖鎖とアルキル鎖との間の疎水性相互作用が複合体を形成する上で重要であることがわかった。リン酸化アミロースの様にピリジン環を包接し安定な構造の複合体を形成すると抗菌効果が発揮されないことから、リン酸化プルランが形成する準安定な複合体において分子運動等により複合体が解消されることで、CPCが徐放され持続的な抗菌効果が発揮されることがわかった。これらのことから、リン酸化プルランは薬剤を徐放出可能な形で保持し接着型DDSとして機能することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Bone engineering by phosphorylated-pullulan and β-TCP composite (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Takahata, Takumi Okihara, Yasuhiro Yoshida, Kumiko Yoshihara, Yasuyuki Shiozaki, Aki Yoshida, Kentaro Yamane, Noriyuki Watanabe, Masahide Yoshimura, Mariko Nakamura, Masao Irie, Bart Van Meerbeek, Masato Tanaka, Toshifumi Ozaki, Akihiro Matsukawa
  • 雑誌名: Biomedical Materials 巻: 10 ページ: 065009
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1088/1748-6041/10/6/065009
  • 査読あり
• [学会発表] マイクロ波加熱による高分子材料のリン酸化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 沖原 巧
  • 学会等名: 第24回ポリマー材料フォーラム
  • 発表場所: タワーホール船堀
  • 年月日: 2015-11-26 – 2015-11-27
• [学会発表] 炭素13標識リン酸化プルランのNMRによる構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉俊, 沖原巧
  • 学会等名: 第20回高分子分析討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-10-27 – 2015-10-28
• [学会発表] リン酸化プルランとカチオン性抗菌剤との複合体の生成メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 沖原 巧, 岡島裕樹, 渡邉 俊, 亀ノ上翔吾
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15 – 2015-09-17
• [学会発表] 同位体標識リン酸化プルランの微細構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉俊, 沖原巧
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学川内キャンパス
  • 年月日: 2015-09-15 – 2015-09-17
• [学会発表] リン酸化多糖とカチオン性界面活性剤の複合体形成と徐放メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 沖原 巧, 岡島裕樹, 亀ノ上翔吾
  • 学会等名: セルロース学会第22回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学学術交流館
  • 年月日: 2015-07-09 – 2015-07-10
• [学会発表] リン酸化多糖－界面活性剤の複合体構造の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡邉俊，岡島裕樹，亀ノ上翔吾，沖原巧
  • 学会等名: 第64回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-29