Alternating peptides-based tough and viscoelastic adhesive materials for healthcare applications

用于医疗保健应用的交替肽基坚韧粘弹性粘合材料

基本信息

批准号：
19F19038
负责人：
小山靖人
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Toyama Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では最近我々が開発したペプチド交互共重合体の合成法に基づいて、粘弾性ポリペプチド分子の合成と特性評価を実施した。その合成法はアルデヒド、アミン、イソシアニド含有カルボン酸を用いる3成分縮合重合であり、これらを混合するだけで無触媒で反応が進行し、完全にアミノ酸配列が制御されたポリペプチドが得られる。グリシンとフェニルアラニンの交互共重合体をリード化合物として用いた。その物性値を参照値としながら、各種誘導体を合成し、物性値を自在にコントロールした粘弾性ポリマーを得た。ポリマー単独での熱物性や機械的物性を評価した後で、無機フィラーや生体高分子と混合して生体材料の創製について検討した。本年度は主に以下の点に注力した。１）粘弾性材料の開発と特性評価：昨年度の先行研究の結果に基づいて、ペプチド交互共重合体の構造と剪断応力駆動型の接着性との相関解明を目指した研究を実施した。結果として、グリシン-N-ベンジル化バリンを繰り返し構造として持つポリマーが非常に高い接着強度と再接着性を示すことが明らかとなった。分子構造と応力駆動型の接着性の関連性について考察して論文を発表した。２）速度論的なハイドレート形成阻害剤の開発：ノルウェーのスタヴァンゲル大学のKelland教授と国際共同研究を進め、ガスハイドレートの形成を速度論的に抑制するペプチド交互共重合体の骨格を見出し、結果をまとめて論文を発表した。３）温度応答性ペプチドの開発と生体材料の創製：ペプチド交互共重合体の構造と温度応答性の関連性を評価したほか、それらポリマーを天然のコラーゲンと混合して人工皮膚の開発に向けた検討を行った。また関連して、人工軟骨に関する研究も進め、MRIのスペシャリストである埼玉医科大学の鈴木博士と共同研究を開始した。

在本研究中，我们基于我们最近开发的交替肽共聚物的合成方法合成并表征了粘弹性多肽分子。其合成方法是使用醛、胺和含异氰化物的羧酸进行三组分缩聚，通过简单地将它们混合，反应无需催化剂即可进行，产生氨基酸序列完全受控的多肽。甘氨酸和苯丙氨酸的交替共聚物用作先导化合物。以物性为参考值，合成各种衍生物，得到物性可自由控制的粘弹性聚合物。在单独评估聚合物的热性能和机械性能后，我们研究了通过将其与无机填料和生物聚合物混合来制造生物材料。今年，我们主要抓了以下几点。 1）粘弹性材料的开发和性能评估：基于去年的前期研究结果，我们进行了旨在阐明交替肽共聚物的结构与剪切应力驱动的粘合性能之间的相关性的研究。结果表明，具有甘氨酸-N-苄基化缬氨酸重复结构的聚合物表现出极高的粘合强度和再粘合性。我们发表了一篇论文，讨论分子结构与应力驱动粘附之间的关系。 2）动态水合物形成抑制剂的开发：通过与挪威斯塔万格大学Kelland教授的国际联合研究，我们发现了一种可动态抑制天然气水合物形成的交替肽共聚物骨架，并将结果总结并发表在论文中。。 3）温度响应性肽的开发和生物材料的创建：除了评估交替肽共聚物的结构和温度响应性之间的关系之外，我们还考虑将这些聚合物与天然胶原蛋白混合以开发人造皮肤。此外，我们还正在进行人工软骨的研究，并已开始与MRI专家埼玉医科大学的铃木博士进行联合研究。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effects of 2,5-furanylene sulfides in polymer main chains on polymer physical properties

聚合物主链中2,5-呋喃硫醚对聚合物物理性能的影响

DOI：
10.1038/s41428-018-0140-9
发表时间：
2019
期刊：
Polymer Journal
影响因子：
2.8
作者：
Abu Bin Ihsan;Yasuhiro Tawara;Shinya Goto;Hirokazu Kobayashi;Kiyotaka Nakajima;Atsushi Fukuoka;Yasuhito Koyama
通讯作者：
Yasuhito Koyama

University of Stavanger(ノルウェー)

斯塔万格大学（挪威）