長期脳機能計測に向けた組織接着性・抗炎症性を有するハイドロゲル電極の創製

创建具有组织粘附和抗炎特性的水凝胶电极，用于长期脑功能测量

• 批准号: 21J00321
• 负责人: 水野 陽介
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J00321/
• 关键词: ピロガロール; 接着; エラストマー; ウェアラブル; 生体材料; 導電性; 組織接着

本年度は、ウェアラブル電極の長期安定装用に向けた接着性エラストマー薄膜の創製を行った。イガイやホヤの接着タンパク質に含まれるフェノール性ヒドロキシ基は湿潤環境での接着性に優れていることが知られていることから、エラストマー表面にフェノール性ヒドロキシ基を有するピロガロール基を修飾し接着性を向上させることを目的とした。ピロガロール基をシランカップリング剤へ修飾後、エラストマーであるPDMS上に堆積させることで作成した。規格化された手法を用い、ウレタン製皮膚モデルに対して接着性を評価したところ、未修飾PDMSに対して修飾PDMSは約11倍の接着エネルギーを示した。他方、生体由来高分子であるカルボキシメチルキトサン（CMC）とタンニン酸（TA）が、自己組織化ゲルを形成することを見出し、バイオプリンタを用いた生体材料の開発への応用可能性を検討した。CMC-TAハイドロゲルは、動的粘弾性測定により、チキソトロピー性および自己修復性を有することが明らかとなったため、バイオインクとしての応用が可能であると考えられた。３Dバイオプリンタを用いて三次元構造を作成したところ、自立した中空構造の描画が可能であった。

今年，我们创建了一个粘合剂弹性体薄膜，用于可穿戴电极的长期稳定性。由于已知贻贝和喷水的粘附蛋白中包含的酚类羟基在潮湿的环境中具有出色的粘附，因此目的是修改弹性体表面上具有酚类羟基的丙糖醇基团，以改善粘附力。将焦藻基团修改为硅烷偶联剂，然后沉积在弹性体PDM上。使用标准化技术，评估了氨基甲酸酯皮肤模型的粘附，与未修饰的PDM相比，修饰的PDMS大约是粘附能的11倍。另一方面，我们发现羧甲基壳聚糖（CMC）和单宁酸（TA）是生物衍生的聚合物形成自组装凝胶的，并且研​​究了使用生物生物发射剂的生物材料开发的可能性。 CMC-TA水凝胶已被证明通过动态粘弹性测量具有触变和自我修复的特性，并且被认为可以用作生物互联。当使用3D BioProinter创建3D结构时，可以绘制自支持的空心结构。