Elucidation of polymer structure-biocompatibility relationship using model polymers with controlled side-chain sequences

使用具有受控侧链序列的模型聚合物阐明聚合物结构-生物相容性关系

基本信息

批准号：
21K12687
负责人：
小林慎吾
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題は、新規生体適合性ポリオレフィンの創製を目的としている。具体的には、申請者が独自に見出した血液適合性ポリオレフィンの化学構造を基に高分子を合成し、発現する機能と物性、および高分子構造との相関性を明らかにすることで、機能発現にかかる機序を解明することを目標としている。ポリエチレン主鎖に異なる側鎖間隔で3-メトキシプロピル基を導入した高分子について、抗血栓性の指標である血小板粘着試験を行った。その結果、側鎖間の炭素数が4炭素以下の場合に、ポリ（2-メトキシエチルアクリレート）（PMEA）と同等の抗血栓性を発現することが確認された。高分子の物性と抗血栓性の相関を理解するため、固体NMR測定法を用いて高分子中での水の運動性を評価した。合成した高分子に重水を含侵させ、生体温度（37℃）で水和水の運動性を評価したところ、抗血栓性の高い高分子は、マトリクス中での水の分子運動性の含水率依存性が低く、高含水率まで高分子と水がより均一に混和していることを示唆する結果を得た。一方で、水が相互作用していると考えらえる側鎖末端のメトキシ基の運動性は、側鎖密度が低い場合に含水/非含水時においてさほど変化せず、側鎖密度が高い場合（側鎖間の炭素数が4以下の時）に運動性の向上が確認された。この変化は側鎖の水和による可塑効果に起因するものと考えられ、側鎖密度の高い高分子では、含水環境において高分子－水相互作用が高分子－高分子相互作用よりも優位となることが示唆された。上記の結果は、含水環境において高分子が水和による可塑化を受け、高分子鎖が運動性を獲得した結果、抗血栓性が向上したことを示唆する結果であり、同一の側鎖構造を有し、側鎖間隔のみを変化させた高分子を用いた検討によって得られた成果だと言える。上記の研究過程で得られた成果については、関連論文1報、学会発表3件として報告した。

该研究主题旨在创建新的生物相容性聚集素。具体而言，目的是通过基于申请人独立发现的血液兼容聚集素的化学结构来阐明功能表达的机制，通过阐明表达它们的功能和物理特性，以及与聚合物结构的相关性。血小板粘附试验是抗强化特性的指标，在聚合物上进行了3-甲氧基丙基基团以不同的侧链间隔引入聚乙烯主链中。结果，确认，当侧链之间的碳原子数量为4个或更小时，它表现出与聚（2-甲氧基乙基丙烯酸酯）（PMEA）相当的抗溶性特性。为了了解物理特性与聚合物的抗强化性质之间的相关性，使用固态NMR测量值评估了聚合物中水的运动性。当合成的聚合物用重水浸渍，并在生物温度（37°C）上评估水合水的运动性时，得到的结果表明，高度抗抗强化聚合物的分子在基质中的分子运动依赖性较低，并且聚合物和水对高水含量更均匀。另一方面，认为侧链末端的甲氧基团的运动能力被认为是水交互的，当侧链密度低时，侧链密度较低时会变化太大，当侧链是水/不溶解的，并且当侧链密度较高时（当侧链之间的辅助链数为4或更小时）时，则确认了改善的运动性。这种变化被认为是由于侧链水合的可塑性效应，这表明聚合物 - 水相互作用优于高侧链密度的聚合物中含水环境中的聚合物聚合物相互作用。以上结果表明，聚合物在含水环境中通过水合通过水合而进行增塑，并且聚合物链获得了运动能力，从而改善了抗强化特性。可以说是通过使用具有相同侧链结构的聚合物进行研究而获得的结果，并且仅更改了侧链间距。在上述研究过程中获得的结果在一份相关论文和学术会议的三个演讲中报告。