多分岐多糖を用いた機能性医用材料の開発

利用超支化多糖开发功能性医用材料

基本信息

批准号：
15650084
负责人：
覚知豊次
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650084/
关键词：
ハイドロゲル医用接着剤止血剤多分岐多糖カチオン重合開環重合ナノキャリアドラッグデリバリーシステム熱カチオン開環重合 1,6-無水糖 1,2:5,6-二無水糖球状多糖ゲル材料外科用接着剤人工血管

项目摘要

本研究では新しい機能性ハイドロゲル材料の創製を目的として、種々の糖質原料から誘導した無水糖のハイパーブランチ化による多分岐多糖の精密合成とその機能化を検討し、医用接着剤、止血剤などの新規な生体適合性医用材料の開発を行った。多分岐多糖は1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノースなどの1,6-無水糖を用いた熱カチオン開環重合、または、1,2:5,6-ジアンヒドロ-D-マンニトールなどの1,2:5,6-二無水糖を用いたカチオン開環-環化重合により効率よく精密合成できた。構造解析の結果、生成した多分岐多糖は、分岐度が0.38から0.44程で、末端構造を約30%程度有するナノサイズの球状多糖であった。また、モノマーの選択により、生成多糖の分岐度や生分解性などの物性を変化させる事が容易であった。この多分岐多糖は水酸基を多く含む反応性多糖であり、ジイソシアナート等との反応で容易にゲル材料を生成した。材料の生体適合性を向上する目的で、多分岐多糖にアミノ酸エステルイソシアナートを反応させ、多分岐多糖アミノ酸カルバメートを合成した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートとジイソシアナートを用いたゲル化は瞬時に進行し、弾力のあるゲルが生成した。この反応で得られたゲルは、両組成の割合や濃度の変化により利用用途に応じたゲル材料に出来ることから、外科用接着剤や人工血管のコーティング剤などの医療用材料としての応用が可能であった。また、多分岐多糖アミノ酸カルバメートは疎水性溶媒中で親水性物質を捕捉する両親媒性の球状ナノカプセルとして作用した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートはアミノ酸と糖という生体に安全な原材料から合成されており、したがって、この両親媒性を利用した徐放性ナノキャリアとして、水溶性化合物を体内で徐放するドラッグデリバリーシステムへの展開が可能であった。

本研究以创造新型功能性水凝胶材料为目标，通过对各种碳水化合物原料衍生的超支化脱水糖进行精确合成和功能化研究，并将其开发成医用粘合剂和止血剂，开发出新型生物相容性医用材料。例如超支化多糖可以通过使用1,6-脱水糖如1,6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖通过热阳离子开环聚合来生产，或通过使用1,6-脱水糖如1,6-脱水糖通过热阳离子开环聚合来生产。 6-脱水-β-D-吡喃葡萄糖，或使用1,2:5,6-双脱水糖通过阳离子开环聚合实现高效、精确的合成。结构分析的结果表明，所生产的超支化多糖是支化度为约0.38至0.44且末端结构为约30％的纳米尺寸的球形多糖。此外，通过选择单体，很容易改变所生产的多糖的物理性质，例如支化度和生物降解性。该超支化多糖是含有多个羟基的反应性多糖，容易通过与二异氰酸酯等反应而生成凝胶材料。为了提高材料的生物相容性，我们通过氨基酸异氰酸酯与超支化多糖反应合成了超支化多糖氨基酸氨基甲酸酯。使用超支化多糖氨基酸氨基甲酸酯和二异氰酸酯的凝胶化立即进行，产生弹性凝胶。通过该反应得到的凝胶，通过改变两种成分的比例和浓度，可以根据用途制成凝胶材料，因此可以用作手术用粘合剂、人造血管的涂层剂等医用材料。。此外，超支化多糖氨基酸氨基甲酸酯充当两亲性球形纳米胶囊，捕获疏水性溶剂中的亲水性物质。超支化多糖氨基酸氨基甲酸酯是由氨基酸和糖等生物安全的原料合成的，因此，它可以作为缓释纳米载体，利用这种两亲特性用作水缓释的药物递送系统- 可在体内形成可溶性化合物。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アンヒドロ糖の製造方法

脱水糖的生产方法

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

T.Imai: "Synthesis of hyperbranched 2,5-anhydro-D-glucitol by proton-transfer cyclopolymerization of 1,2:5,6-dianhydro-D-mannitol"Macromolecules. 36. 6359-6363 (2003)

T.Imai：“通过 1,2:5,6-二脱水-D-甘露醇的质子转移环聚合合成超支化 2,5-脱水-D-葡萄糖醇”大分子。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

T.Satoh: "Synthesis of hyperbranched polysaccharide by thermally induced cationic polymerization of 1,6-anhydro-β-D-mannopyranose"Macromolecules. 36. 6364-6370 (2003)

T. Satoh：“通过1,6-脱水-β-D-吡喃甘露糖的热诱导阳离子聚合合成超支化多糖”，《大分子》36. 6364-6370 (2003)。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Synthesis of hyperbranched carbohydrate polymer by ring-opening multibranching polymerization of 1,4-anhydroerythritol and 1,4-anhydro-L-threitol

DOI：
10.1021/ma0358024
发表时间：
2004-05-04
期刊：
MACROMOLECULES
影响因子：
5.5
作者：
Imai, T;Satoh, T;Kakuchi, T
通讯作者：
Kakuchi, T

Synthesis, Branched Structure, and Solution Property of Hyperbranched d-Glucan and d-Galactan

DOI：
10.1021/ma0475479
发表时间：
2005-04
期刊：
Macromolecules
影响因子：
5.5
作者：
T. Satoh;T. Imai;Hiroyuki Ishihara;Takahiro Maeda;Y. Kitajyo;Y. Sakai;H. Kaga;Noriaki Kaneko;F. Ishii;T. Kakuchi
通讯作者：
T. Satoh;T. Imai;Hiroyuki Ishihara;Takahiro Maeda;Y. Kitajyo;Y. Sakai;H. Kaga;Noriaki Kaneko;F. Ishii;T. Kakuchi