Design of temperature-responsive nanocapsules controlling permeation of water-soluble compounds

控制水溶性化合物渗透的温度响应型纳米胶囊的设计

• 批准号: 21K05202
• 负责人: 河村 暁文
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kansai 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05202/
• 关键词: スマートナノカプセル; 温度応答性ナノカプセル; ブロックコポリマー; ドラッグデリバリーシステム; 下限臨界溶液温度; 上限臨界溶液温度; ブロック共重合体; エマルション; RAFT重合; 高分子ナノカプセル; 温度応答性; ナノリアクター

本研究では，下限臨界溶液温度（LCST）型の温度応答挙動を示すポリマーと上限臨界溶液温度（UCST）型の温度応答挙動を示すポリマーを構造に組み込んだ水に溶解する乳化剤を合成し，これを用いて油中水分散型（W/O）エマルションを形成させた後，その界面架橋により温度に応答するナノカプセルの調製を試みている。本年度の研究実績を以下にまとめる。【低温透過型ナノカプセル】温度とナノカプセルの粒径との相関を動的光散乱測定により評価したところ，ナノカプセルを形成している側鎖PEGポリマーの相転移温度である37℃付近から粒径の増大が確認された。これは，温度上昇にともなうナノカプセル分散液の濁度の上昇とよい相関を示した。これらの結果から，温度上昇に伴ってカプセル膜が疎水化し，疎水性相互作用によりカプセルの凝集が生じることがわかった。【高温透過型ナノカプセル】UCST型の相転移を示すポリマーを得るために，側鎖にアンモニウム塩と硫酸基とを有するメタクリレート（SaB）の可逆的付加開裂連鎖移動（RAFT）重合による合成を検討した。ポリマーを合成する際の連鎖移動剤の影響を検討したところ，ドデシル基を有するトリチオカーボネート型の連鎖移動剤を用いて合成したポリマーは，ジチオベンゾエート型の連鎖移動剤を用いて合成したものと比較して温度応答挙動のヒステリシスが非常に大きいことがわかった。したがって，ポリマー末端のRAFT剤の構造が温度応答挙動に大きな影響を与えることがわかった。この結果から，高温透過型ナノカプセルを調製するためには，ジチオベンゾエート型の連鎖移動剤を用いることが好ましいことがわかった。また，側鎖PEGメタクリレートとSaBとのブロック共重合体を合成して，これを用いてW/Oエマルションを経由してナノカプセルを形成できることも見出した。

In this study, we synthesized an emulsifier that dissolves in water, incorporating a polymer that exhibits a temperature response behavior of the lower critical solution temperature (LCST) type and a polymer that exhibits a temperature response behavior of the upper critical solution temperature (UCST) type into its structure, and then used this to form a water-in-oil dispersed (W/O) emulsion, and then attempted to prepare nanocapsules that respond to temperature through interfacial交联。以下是今年研究结果的摘要。 [低温渗透率类型纳米胶囊]当通过动态光散射测量测量值评估温度和粒径之间的相关性时，从37°C左右证实了粒径的增加，即从37°C左右（这是侧链PEG peg peg peg peg peg peg peg peeg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg peg pegols of的相位链中的相位过渡温度。这与纳米胶囊分散体的浊度的增加非常相关。这些结果表明，随着温度的升高，胶囊膜变得疏水，并且由于疏水性相互作用而发生胶囊聚集。 [高温渗透性纳米胶囊]获得了表现出UCST型相变的聚合物，我们通过可逆的加法链链转移（RAFT）聚合物研究了甲基丙烯酸酯（SAB）与氨基盐和硫酸盐基团在其侧链中的合成。当我们研究合成聚合物时链传递剂的效果时，我们发现使用三烯酸酯链链转移剂与十二烷基合成的聚合物在温度响应行为中的滞后剂比使用Dithiobenzoate-type型链链转移剂的滞后剂要大得多。因此，发现聚合物端的筏剂的结构对温度响应行为有重大影响。从这些结果中可以发现，希望使用双苯甲酸酯型链转移剂来制备高温渗透性纳米胶囊。还发现，可以合成侧链PEG甲基丙烯酸酯和SAB的嵌段共聚物，并用于通过W/O乳液形成纳米胶囊。

项目成果

非カチオン性mRNAデリバリーキャリアを指向したナノカプセルの創製

创建作为非阳离子 mRNA 递送载体的纳米胶囊

• 发表时间: 2022
• 作者: 丹野亨志郎;青木大輔;谷口竜王;坂本昌巳;唐津孝（千葉大院工）;川口真穂，河村暁文，宮田隆志
• 通讯作者: 川口真穂，河村暁文，宮田隆志

水溶性ブロック共重合体を用いた還元環境応答性ナノカプセルの設計

使用水溶性嵌段共聚物设计减少环境响应的纳米胶囊

• 发表时间: 2022
• 作者: 前田 慈温;勝目 龍太郎;大坂 昇;河村暁文，川口真穂，成瀬一希，Emrick Todd，宮田隆志
• 通讯作者: 河村暁文，川口真穂，成瀬一希，Emrick Todd，宮田隆志

水溶性乳化剤を用いたミニエマルション重合による温度応答性コアーシェルグル微粒子の調製

水溶性乳化剂细乳液聚合制备温度响应型核壳胶微粒

• 发表时间: 2021
• 作者: 河村 暁文;笹岡 洸秀;宮田 隆志
• 通讯作者: 宮田 隆志

反応性双性イオンポリマーを有するブロック共重合体乳化剤の架橋によるゲルカプセルの調製

嵌段共聚物乳化剂与反应性两性离子聚合物交联制备凝胶胶囊

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsuyoshi Watanabe;Yasutaka Suzuki; Emiko Mouri;Jun Kawamata;Teruyuki Nakato;成瀬 一希，河村 暁文，Emrick Todd，宮田 隆志
• 通讯作者: 成瀬 一希，河村 暁文，Emrick Todd，宮田 隆志

Design of Smart Nanocapsules and Gel Particles Using W/O Emulsions for Drug Delivery Carriers

用于药物输送载体的使用 W/O 乳液的智能纳米胶囊和凝胶颗粒的设计

• 发表时间: 2022
• 作者: Akifumi Kawamura;Hidemitsu Sasaoka;Hiroshi;Nakaura;Takashi Miyata
• 通讯作者: Takashi Miyata