| 研究課題/領域番号 |
26820324
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪市立工業研究所 |
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研究代表者 |
山内 朝夫 地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 生物・生活材料研究部, 研究員 (80416304)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 接着タンパク質 / ポリフェノール / 酸化 / キノン / ゼラチン / 耐水接着性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ポリフェノールを使ってゼラチンを酸化架橋することで耐水接着性を備えたゼラチンを調製する。前年度に耐水接着性を示すポリフェノールとして、ヒドロキノンとカフェ酸を選定した。本年度ではこれらのポリフェノールを用いて、ブタ皮を基材とする接着試験（ATSM規格F2255-05参考）で、接着力を測定した。まず、ポリフェノールと酸化酵素であるチロシナーゼをゼラチンに加え、ブタ皮に挟んで試験片を調製した。室温で24時間放置することで架橋した試験片について引張せん断強度を測定した。その結果、ヒドロキノンで架橋したゼラチンは、未架橋のゼラチン（3.2kPa）と比較して約3倍強力に接着することがわかった（約10kPa）。次に、ヒドロキノンとゼラチンの濃度を変化させることで接着強度の最適化を図ったところ、未架橋のゼラチンに比べて30倍まで接着力を増強することができた（約90kPa）。同様に、カフェ酸で架橋したゼラチンについても100kPa程度まで接着力を高めることができた。さらに、試験片の調製時間を１時間として接着強度を測定したところ、接着力に誤差があるものの、30kPa程度の接着力を保持することがわかった。
一方、架橋ゼラチン接着面の接触角を測定し、表面自由エネルギーを求めた。耐水性を示すヒドロキノンあるいはカフェ酸架橋ゼラチンと、耐水接着性を示さないカテキン架橋ゼラチンに比べたところ、表面自由エネルギーの非極性の分散成分が異なっていた。接着面における非極性の分散成分が高まることで、耐水接着性が誘起することが示唆された。
また、接着試験の対照実験として、耐水接着性を示さないポリフェノールを用いて、ブタ皮を基材とする接着評価を行った。その結果、耐水接着性を示さないポリフェノールでも接着することが判明し、耐水性と接着力の関係を調べる目的の達成には新規評価系が必要であることが判明した。
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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
当初の計画であった「生体組織に対する接着試験」および「耐水接着性の分析」について、いずれも着手しており、未完了の計画はない。しかし、実績の概要に示したとおり、立ち上げた接着評価系が不十分であり、耐水性と接着力の関係を調べるには期間を延長する必要があるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
濡れた臓器等の接着剤の評価としては不十分であり、耐水性と接着力の関係を調べる本目的の達成には、新規評価系が必要である。そこで、ブタ皮の代わりに含水率が高いモモ肉等の組織片を基材とする接着試験を行うことで、耐水接着性の評価を行う。また、接着面の接触角以外の分析を使って架橋が耐水接着性との相関を調べることで、耐水接着性の原理についてさらに追及する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
架橋点間距離の測定レンジに合う動的粘度弾性装置のオプション「トルクセンサー」(計237 千円）と細胞培養において職務研究から隔離するためにCO2 インキュベータ(計850 千円）を導入する予定であった。「トルクセンサー」について、本架橋は反応性が高いことが判明し、既存の測定レンジでも十分な対応できるため高精度のトルクセンサーの購入を控えた。一方、CO2 インキュベータについては前年度の推進方策の変更により、培養表皮シートを調製する必要がないため、購入計画から削除した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
通年で必要な試薬・溶媒類、ガラス器具類等の必需品と論文投稿費や学会参加費等の他、接着評価ではサンプル調製量が多くなるため、ポリフェノールや酵素等の精製品を補充する。また、架橋度および接着面の分析に必要な分析ステージを購入する。
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