生体内環境に想起された生分解性ヒドロゲルの創製と生理活性タンパク質の放出制御

创建让人想起体内环境的可生物降解水凝胶和生物活性蛋白的受控释放

基本信息

批准号：
15700324
负责人：
岩崎泰彦
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

项目摘要

前年度に合成法を確立したヒドロゲルの物性、生体適合性の評価ならびにタンパク質の放出特性について調べた。ホスフェート結合を有する高分子架橋剤(PIOP)と2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)をラジカル共重合することにより含水可能なゲルを得ることができた。このゲルの含水率はPIOPの組成が高くなるにつれ低下した。また、PIOPの組成によりゲルの機械的強度も変化した。ヒドロゲルの非酵素的加水分解速度は塩基性(pH11.0)環境下で大きく、酸性(pH4.0)および中性(pH7.4)では小さくなった。非酵素的加水分解は主鎖のポリホスフェートが分解して起こることが、^1H-NMR等から明らかとなり、分解生成物には低分子量リン酸化合物および、poly(MPC)が含まれることがわかった。これらの分解生成物をマウス繊維芽細胞の培養系に添加しても細胞毒性は、認められなかった。また、ラット皮下にヒドロゲルを埋入し周辺組織の炎症反応を調べたところ、ヒドロゲル周辺の皮下組織は正常状態と同様であり、ゲルとの接触に伴う反応は認められなかった。凍結乾燥したゲルをトリプシンの溶解している緩衝溶液に浸し、膨潤させた。ゲルを簡易洗浄した後、緩衝溶液に浸し、ゲルから溶離したトリプシンの定量と活性評価を行った。ゲルより放出されたトリプシンの活性は、ネイティブのものと変化なく、ゲルとの接触に伴う活性の低下は認められなかった。また、ゲル内に取り込まれたトリプシンは一日でほぼ全量放出された。タンパク質の放出時間を制御するためにポリホスフェートの疎水性を変化させたゲルの作成も検討している。以上の結果から重合性基をもつポリホスフェートで架橋したMPCヒドロゲルは生体適合性にも優れており、今後医学や薬学で利用可能な新しいヒドロゲルとして期待できる。

我们研究了前一年建立的合成方法的水凝胶的物理性质、生物相容性评价和蛋白质释放特性。采用带有磷酸键的高分子交联剂（PIOP）与2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱（MPC）进行自由基共聚，得到保水凝胶。随着 PIOP 组成的增加，该凝胶的水含量降低。凝胶的机械强度也根据 PIOP 的组成而变化。水凝胶的非酶水解速率在碱性(pH 11.0)环境下较大，在酸性(pH 4.0)和中性(pH 7.4)环境下较小。由^ 1 H-NMR可知，由于主链聚磷酸盐的分解而发生非酶水解，并且发现分解产物包括低分子量磷酸化合物和聚(MPC)。当将这些降解产物添加到小鼠成纤维细胞培养系统中时，没有观察到细胞毒性。此外，当将水凝胶植入大鼠皮下并检查周围组织的炎症反应时，水凝胶周围的皮下组织与正常情况相似，与凝胶接触时未观察到任何反应。将冻干凝胶浸泡在含有胰蛋白酶的缓冲溶液中并使其溶胀。短暂洗涤凝胶后，将其浸入缓冲溶液中，并对从凝胶中洗脱的胰蛋白酶进行定量并评估其活性。从凝胶中释放的胰蛋白酶的活性与天然胰蛋白酶的活性没有变化，并且在与凝胶接触时没有观察到活性降低。此外，几乎所有掺入凝胶中的胰蛋白酶都在一天内释放。他们还考虑制造具有不同疏水性的聚磷酸盐的凝胶，以控制蛋白质释放时间。由以上结果可知，具有可聚合基团的聚磷酸酯交联的MPC水凝胶具有优异的生物相容性，有望成为未来可用于医学和制药的新型水凝胶。