生体成分のファウリングを阻止して清浄性を維持する人工材料表面の開発

开发可防止生物成分污染并保持清洁的人造材料表面

基本信息

批准号：
18659567
负责人：
鈴木治
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18659567/
关键词：
歯学生体材料義歯床抗菌性表面・界面物性

项目摘要

平成19年度は、光重合型レジン表面硬化材にリン酸エステルを含浸したものをアクリル表面に塗布し、表面電位(ゼータ電位)、接触角、モデルタンパク質の吸着特性を測定した。タンパク質として、1)牛血清アルブミン(酸性)、2)ミオグロビン(中性)、3)チトクロームc(塩基性)を用いた。表面改質材として、無機フィラー含有硬化材(市販のナノコートラボ)にリン酸エステルモノマーを1、3、5%含有したものをアクリル表面(角材)で光硬化させ表面をコートしてこれを吸着媒とした。タンパク質溶液(25mM Tris-HC1,pH7.2)を角材の表面に滴下し、室温・湿潤雰囲気下で一定時間保持した後、経時的にサンプリングしブラッド法によるタンパクアッセイを行い、上澄みのタンパク濃度からアクリル表面に吸着したタンパク量を間接的に定量した。その結果、リン酸エステルの含有量またタンパク質の種類により吸着特性に違いが見られ、特に酸性および塩基性タンパク質で吸着に抑制効果があることが示唆された。ゼータ電位はアクリルでは弱く正にチャージしていたが、リン酸エステルを含有すると負のチャージとなった。また、接触角はリン酸エステルが増えるほど小さくなる傾向があった。このことからリン酸エステル含有による表面改質が口腔内タンパク質群の電荷の違いによる表面相互作用を調節する可能性およびその後の口腔内細菌の付着の調節につながる可能性が示唆された。平成18年度に作製検討していたリン酸化ポリビニルアルコールはリン酸化率17.7%の合成に成功した。しかし、アクリル樹脂との相溶性が低く複合体は作製できたが、その均一分散性にやや難点があり課題を残した。解決策としてリン酸エステルの高分子化を図りそれをアクリルの重合時に加えることで相溶性を高められる可能性があり、本研究から新しい材料作製の着想につながった。

2007年，将浸渍有磷酸酯的光聚合树脂表面固化材料应用于丙烯酸表面，测量了模型蛋白质的表面电位（zeta电位）、接触角和吸附特性。使用的蛋白质为 1) 牛血清白蛋白（酸性）、2）肌红蛋白（中性）和 3）细胞色素 c（碱性）。作为表面改性材料，将含有1%、3%或5%磷酸酯单体的无机填料（市售Nano Coat Lab）的固化材料光固化在丙烯酸表面（方形材料）上，并将表面涂覆并吸附。它被用作媒介。将蛋白质溶液（25mM Tris-HCl，pH 7.2）滴在方木表面，在室温和潮湿气氛中保存一定时间，然后随时间取样并使用血液法间接定量丙烯酸树脂表面吸附的蛋白质量。结果，根据磷酸酯的含量和蛋白质的类型，观察到吸附特性的差异，并且表明吸附对于抑制酸性和碱性蛋白质的吸附特别有效。丙烯酸的zeta电位带微弱的正电，但当含有磷酸酯时，它变成带负电。此外，随着磷酸酯的量增加，接触角趋向于减小。这表明，通过含有磷酸酯进行表面改性可能会由于口腔蛋白质之间的电荷差异而调节表面相互作用，并可能随后导致口腔细菌粘附的调节。 2006年考虑生产的磷酸化聚乙烯醇已成功合成，磷酸化率为17.7%。然而，与丙烯酸树脂的相容性低，虽然可以制造复合物，但其均匀分散性有些困难，留下了有待解决的问题。作为一种解决方案，通过聚合磷酸酯并在丙烯酸聚合过程中添加它，也许可以提高相容性，这项研究引发了创造一种新材料的想法。