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。

在2007年，将光聚合的树脂表面硬化材料浸入磷酸酯，并测量了模型蛋白的表面电势（ZETA电位），接触角和吸附特性。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）。作为表面修饰材料，含有1、3或5％的含有磷酸酯酯单体的无机填充材料（市售的纳米涂料实验室）是用丙烯酸表面（平方材料）固定的，并且表面涂有以形成吸附剂。将蛋白质溶液（25 mM Tris-HC1，pH 7.2）掉落到方形木材表面，并在一定时间段内保持在室温和潮湿的气氛中，然后随时间取样以使用血液方法进行蛋白质测定，并通过在丙烯酸表面上吸附的蛋白质量从蛋白质表面上均可确定蛋白质浓度。结果，吸附性能取决于磷酸酯的含量和蛋白质的类型，这表明酸性和碱性蛋白质对抑制吸附有影响。 Zeta电位弱，并带有丙烯酸，但含有磷酸酯的含量会导致负电荷。此外，随着磷酸酯数量的增加，接触角往往会降低。这表明通过含有磷酸酯酯的表面修饰可能会由于口腔内蛋白质基团的电荷差异而调节表面相互作用，并可能导致口服细菌粘附的调节。在2006年制备的磷酸化聚乙烯醇成功合成，磷酸化速率为17.7％。但是，尽管与丙烯酸树脂的兼容性较低，但能够产生复合材料，其均匀分散性有些困难，并且存在问题。作为解决方案，可以通过在丙烯酸聚合过程中添加磷酸酯的聚合来增加，这项研究导致了准备新材料的想法。