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。

This study で は, lower critical solution temperature (LCST) の 応 a 挙 moving を shown す ポ リ マ ー と upper critical solution temperature (UCST) の 応 a 挙 moving を shown す ポ リ マ ー を に group み 込 ん だ water dissolve に す る emulsion synthesis し tonic を, こ れ を with い て oil water dispersible (W/O) エ マ ル シ ョ ン を form さ せ た, Youdaoplaceholder0 そ interface bridging によ temperature に応 answer するナノカプセ みて <s:1> modulation を try みて る る. The research achievements of the current year are as follows: を にまとめる. 【 type low temperature through ナ ノ カ プ セ ル 】 temperature と ナ ノ カ プ セ ル の size と の phase masato を moving light scattered determination に よ り review 価 し た と こ ろ, ナ ノ カ プ セ ル を form し て い る side chain PEG ポ リ マ ー planning の phase shift temperature で あ る 37 ℃ paying nearly か ら の raised large particle size が confirm さ れ た. <s:1> れ, as the temperature rises, にと なうナノカプセ なうナノカプセ なうナノカプセ, and the <s:1> turbidity <e:1> of the <s:1> dispersion increases とよ とよ. The related を indicates た た. こ れ ら の results か ら, temperature rise に with っ て カ プ セ ル membrane が 疎 hydration し, 疎 water-based interaction に よ り カ プ セ ル の agglutination が raw じ る こ と が わ か っ た. 【 type high temperature through ナ ノ カ プ セ ル 】 UCST の phase planning to move を shown す ポ リ マ ー を have る た め に, side chain に ア ン モ ニ ウ ム salt と sulfuric acid base と を have す る メ タ ク リ レ ー ト (SaB) の reversible plus cracking chain mobile (RAFT) coincidence に よ る synthetic を beg し 検 た. ポ リ マ ー を synthetic す る international chain の mobile tonic の influence を beg し 検 た と こ ろ, ド デ シ ル を has an す る ト リ チ オ カ ー ボ ネ ー ト の chain type of mobile tonic を い て synthetic し た ポ リ マ ー は, ジ チ オ ベ ン ゾ エ ー ト の chain type of mobile tonic を い て synthetic し た も の と compare し て temperature 応 a 挙 moving の ヒ ス テ リ シ ス が very big に き い こ と が わ か っ た. し た が っ て, ポ リ マ ー end の RAFT tonic の structure が temperature 応 answer 挙 moved に big き な influence を and え る こ と が わ か っ た. こ の results か ら, high temperature type through ナ ノ カ プ セ ル を modulation す る た め に は, ジ チ オ ベ ン ゾ エ ー ト の chain type of mobile tonic を い る こ と が good ま し い こ と が わ か っ た. ま た, side chain PEG メ タ ク リ レ ー ト と SaB と の ブ ロ ッ ク weigh fit を synthetic し て, こ れ を with い て W/O エ マ ル シ ョ ン を 経 by し て ナ ノ カ プ セ ル を form で き る こ と も shows し た.

项目成果

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

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

Core-shell Microgel with Zwitterionic Polymer Hydrogel Core and Temperature-responsive Shell

具有两性离子聚合物水凝胶核和温度响应壳的核壳微凝胶

• 发表时间: 2022
• 作者: Akifumi Kawamura;Mitsuhide Sasaoka;Miyata Takashi
• 通讯作者: Miyata Takashi

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

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