人工循環系による人工物の安定化と不安定化に関する研究

人工循环系统对文物的稳定与失稳研究

• 批准号: 20K21869
• 负责人: 長濱 峻介
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyoto University of Advanced Science (2021-2022)Waseda University (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21869/
• 关键词: 流路; ３Dプリント; ハイドロゲル; アクリルアミドゲル; アルギン酸カルシウムゲル; 光重合開始剤; 分解; 人工循環系システム; 物質供給; 状態維持; 環境負荷低減; 溶解; 構造変化; 機械設計論; 構成知

本年度は，複雑な流路形状をハイドロゲル内に導入する手法を検討した．主に光造形式3Dプリンタを用いた手法の構築を行った．アルギン酸ナトリウムを含んだアクリルアミド溶液を3Dプリント用の材料として，アクリルアミドゲルを市販のDLP光造形式3Dプリンタを用いて立体造形した．その後，塩化カルシウム溶液に浸漬することで，アルギン酸カルシウムゲルを立体的に造形することには成功した．この際，バイオ3Dプリンタの分野で一般的に用いられている水溶性で高価な光ラジカル重合開始剤 Lithium Phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate(LAP)を用いずに，非水溶性で安価な光ラジカル重合開始剤 Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine Oxid(TPO)を水に分散させる手法を開発し，TPOを用いた立体造形を行った．結果として，10mm程度の太い流路は作製可能であるが，細い流路を作成することが難しかった．安価な手法でハイドロゲルを立体造形することはできたが，本研究においては人間の毛細血管程度(1mm以下)の流路を構築したい．そのため，現在新しい手法で細い流路の作製を行っており，複雑で細い流路形状が得られつつある．また，流路内の状態を変化させるためのマイクロカプセルの開発に関しては，グレースケールリソグラフィを用いて作成した型を用いてゲルの形成を行っている．型の製作手法は確立できたが，まだ目的の機能（薬物の徐放）を実現できていないため，今後実施していく．

今年，我们研究了一种将复杂流动路径形状引入水凝胶的方法。我们主要使用Kozo格式3D打印机构建了一种方法。丙烯酰胺凝胶使用市售的DLP光电3D打印机使用丙烯酰胺溶液作为3D打印的材料。之后，藻酸钙凝胶通过将其浸入氯化钙溶液中成功地形成了三维形式。此时，开发了一种方法，将水不溶于水的光学聚合聚合物引发剂二苯基二苯基（2,4,6-三甲基苯甲酰苯甲酰）磷脂（TPO）在不使用水 - 溶解和昂贵的光自自由聚合物液化液（2,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,6- lap）的情况下将水氧化（TPO）分散在水中（TPO）在Bio3D打印机领域使用，并使用TPO进行了3D塑形。结果，可以创建一个约10毫米的厚通道，但是很难创建一个薄通道。尽管可以使用廉价的方法以3D方式创建水凝胶，但在这项研究中，我们希望构建大约人类毛细管水平（小于1 mm）的流动路径。因此，目前正在使用一种新方法制造薄通道，复杂的，狭窄的通道形状越来越普遍。此外，关于微胶囊的发展以改变流动路径内的状态，使用使用灰度光刻创建的模具形成凝胶。尽管已经建立了模具制造方法，但尚未实现所需功能（药物的缓慢释放），因此我们将来会实施它。

项目成果

乾燥耐性を有する生物の構造を模倣したハイドロゲルの乾燥特性の評価

模拟耐干燥生物体结构的水凝胶的干燥特性评估

• 发表时间: 2021
• 作者: 右田 かよ;長濱 峻介;菅野 重樹
• 通讯作者: 菅野 重樹

マスクレス露光技術による刺激応答性マイクロカプセルの製作

使用无掩模曝光技术制造刺激响应微胶囊

• 发表时间: 2022
• 作者: Kazuya Fujikawa;Haruki Mizushina;Kenji Yamamoto;Shiro Suyama;松橋 眞生;長濱峻介
• 通讯作者: 長濱峻介

Proposal of the anti-drying method of hydrogel biomimetic the moisture retention function of living organisms

水凝胶仿生生物体保湿功能防干燥方法的提出

• 发表时间: 2021
• 作者: Kayo Migita;Shunsuke Nagahama;Shigeki Sugano
• 通讯作者: Shigeki Sugano

セルロースナノファイバーを添加した分解性ハイドロゲルの分解特性の評価

添加纤维素纳米纤维的可降解水凝胶的分解特性评价

• 发表时间: 2021
• 作者: Jun Nakamura;Masanobu Kawanishi;Takashi Yagi;Toshiya Okada;Naoki Kunugita;長濱峻介，右田かよ，菅野重樹
• 通讯作者: 長濱峻介，右田かよ，菅野重樹

DLP式光造形により製作した足場を利用したアルギン酸カルシウムゲルの立体造形

使用 DLP 立体光刻技术制作的支架对海藻酸钙凝胶进行三维建模

• 发表时间: 2023
• 作者: Yamashita H;Koike K;Shinzato C;Jimbo M;Suzuki G;長濱峻介
• 通讯作者: 長濱峻介