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。

该研究项目旨在创造一种新型生物相容性聚烯烃。具体而言，申请人将基于申请人最初发现的血液相容性聚烯烃的化学结构来合成聚合物，并阐明其功能和物理性质以及聚合物结构与功能之间的相关性。阐明参与表达的机制。对在聚乙烯主链上以不同侧链间隔引入3-甲氧基丙基的聚合物进行血小板粘附试验，作为抗血栓性能的指标。结果证实，当侧链之间的碳原子数为4以下时，其表现出与聚(丙烯酸2-甲氧基乙酯)(PMEA)同等的抗血栓形成性能。为了了解聚合物的物理性能与其抗血栓性能之间的相关性，我们使用固态核磁共振测量评估了聚合物中水的迁移率。当合成的聚合物用重水浸渍并在生物温度（37°C）下评估水合水的流动性时，发现由于水在聚合物中的分子流动性，具有高抗血栓性能的聚合物具有高含水量。结果表明，依赖性较低，并且聚合物和水混合得更均匀，直至水含量较高。另一方面，当侧链密度较低时，以及当侧链密度较低时，被认为与水相互作用的侧链末端甲氧基的迁移率在水合和非水合之间变化不大。密度高（侧链间的碳原子数为4以下时，确认了迁移率的提高）。这种变化被认为是由于侧链水合引起的增塑效应，并且在具有高侧链密度的聚合物中，在含水环境中聚合物-水相互作用变得比聚合物-聚合物相互作用占主导地位。上述结果表明，聚合物由于在含水环境中的水合作用而发生塑化，并且聚合物链获得流动性，导致抗血栓性能提高。可以说，该结果是通过使用仅具有间隔的聚合物的研究获得的。侧链之间发生改变。上述研究过程中获得的结果在一篇相关论文和三篇会议报告中进行了报告。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

側鎖末端の親水性官能基が高分子の水和状態と抗血栓性に与える影響

侧链末端亲水官能团对聚合物水合状态及抗血栓性能的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山本梓; 小林慎吾; 田中賢
通讯作者：
田中賢

Effect of pendant groups on the blood compatibility and hydration states of poly(2‐oxazoline)s

侧基对聚(2-恶唑啉)血液相容性和水合状态的影响

DOI：
10.1002/pol.20210410
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.4
作者：
Liu Shichen;Kobayashi Shingo;Nishimura Shin‐nosuke;Ueda Tomoya;Tanaka Masaru
通讯作者：
Tanaka Masaru

Poly(tertiary amide acrylate) Copolymers Inspired by Poly(2-oxazoline)s: Their Blood Compatibility and Hydration States

受聚（2-恶唑啉）启发的聚（叔酰胺丙烯酸酯）共聚物：它们的血液相容性和水合状态

DOI：
10.1021/acs.biomac.1c00411
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
6.2
作者：
Liu Shichen;Kobayashi Shingo;Sonoda Toshiki;Tanaka Masaru
通讯作者：
Tanaka Masaru

側鎖カルボニル基の位置が異なるPMEA類似体の精密合成：その水和状態と血液適合性

不同侧链羰基位置的PMEA类似物的精确合成：其水合状态和血液相容性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林慎吾; 岡崎恭貴; 守田和樹; 田中賢
通讯作者：
田中賢

Enrichment of Cancer Cells Based on Antibody-Free Selective Cell Adhesion

基于无抗体选择性细胞粘附的癌细胞富集

DOI：
10.1021/acsbiomaterials.2c00662
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
5.8
作者：
Shingo Kobayashi; Atsushi Sugasaki; Yosuke Yamamoto; Yuta Shigenoi; Airi Udaka; Aki Yamamoto;Masaru Tanaka
通讯作者：
Masaru Tanaka