Electromagnetic properties of molecular nanocoils and application for the scaffold

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伝導性の観点から、分子性導体は半導体から金属・超伝導に至る多彩な伝導物性を示すことが知られている。このような特異な物性を生かしつつ、分子性導体のナノワイヤ・ナノコイルなどへの低次元材料化が強く望まれている。また構造有機分野の物性については、「光と螺旋」の相関についての報告が殆どであり、「螺旋形態の制御による電磁機能の制御」についての研究例は国内外において皆無である。一方、再生医工学に関する研究は医歯薬学分野のみならず、理工学分野も含めて国内外で盛んに行われている。中でも、再生に必要な細胞を効果的に機能させる新規足場材料の開発が求められている。分子性電磁ナノコイルが有する高い細胞接着性、電磁特性は細胞工学上重要であり、スキャホールドと併用することで骨再生を飛躍的に向上させることが期待できる。本研究では、起電力を発生させることができる分子性電磁ナノコイルの構造と電磁物性の相関を明らかにし、自己発電型電磁ナノコイルスキャホールドの開発を目指した。集合状態で高導電性を発現する分子性導体の電磁気物性を解明することで新規メディカルデバイスを開拓する。分子性電磁ナノコイルが誘起するコイル構造由来の誘導起電力を用いて、スキャホールド自体が細胞の分化・増殖過程に働きかけ、骨再生を促進する新規動的自己活性化電磁ナノコイルスキャホールドを作成する。具体的には、有機導電性分子からなる分子性電磁ナノコイルを複数構築した。2022年度は、得られた自己発電型分子性電磁ナノコイルの電磁物性を、測定条件を変化させつつ評価した。これらのデータを収集し、2023年度は分子性電磁ナノコイルの構造と電磁物性の相関を解明する。さらに、得られた知見を基に、分子性電磁ナノコイルスキャホールドを用いた細胞培養と再生医療への応用へと展開する。