多分岐多糖を用いた機能性医用材料の開発

利用超支化多糖开发功能性医用材料

• 批准号: 15650084
• 负责人: 覚知 豊次
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15650084/
• 关键词: ハイドロゲル; 医用接着剤; 止血剤; 多分岐多糖; カチオン重合; 開環重合; ナノキャリア; ドラッグデリバリーシステム; 熱カチオン開環重合; 1,6-無水糖; 1,2:5,6-二無水糖; 球状多糖; ゲル材料; 外科用接着剤; 人工血管

本研究では新しい機能性ハイドロゲル材料の創製を目的として、種々の糖質原料から誘導した無水糖のハイパーブランチ化による多分岐多糖の精密合成とその機能化を検討し、医用接着剤、止血剤などの新規な生体適合性医用材料の開発を行った。多分岐多糖は1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノースなどの1,6-無水糖を用いた熱カチオン開環重合、または、1,2:5,6-ジアンヒドロ-D-マンニトールなどの1,2:5,6-二無水糖を用いたカチオン開環-環化重合により効率よく精密合成できた。構造解析の結果、生成した多分岐多糖は、分岐度が0.38から0.44程で、末端構造を約30%程度有するナノサイズの球状多糖であった。また、モノマーの選択により、生成多糖の分岐度や生分解性などの物性を変化させる事が容易であった。この多分岐多糖は水酸基を多く含む反応性多糖であり、ジイソシアナート等との反応で容易にゲル材料を生成した。材料の生体適合性を向上する目的で、多分岐多糖にアミノ酸エステルイソシアナートを反応させ、多分岐多糖アミノ酸カルバメートを合成した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートとジイソシアナートを用いたゲル化は瞬時に進行し、弾力のあるゲルが生成した。この反応で得られたゲルは、両組成の割合や濃度の変化により利用用途に応じたゲル材料に出来ることから、外科用接着剤や人工血管のコーティング剤などの医療用材料としての応用が可能であった。また、多分岐多糖アミノ酸カルバメートは疎水性溶媒中で親水性物質を捕捉する両親媒性の球状ナノカプセルとして作用した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートはアミノ酸と糖という生体に安全な原材料から合成されており、したがって、この両親媒性を利用した徐放性ナノキャリアとして、水溶性化合物を体内で徐放するドラッグデリバリーシステムへの展開が可能であった。

This study aims to develop novel functional polysaccharide-based materials, to investigate the precise synthesis and functionalization of polysaccharide, to develop novel biocompatible medical materials such as medical adhesives and hemostatic agents. The multi-branched polysaccharide is efficiently and precisely synthesized by using the 1,6-anhydrous sugar of 1,6-Androndro-β-D-Glutaranasi and the 1,2:5,6-dianhydrous sugar of 1,2:5,6-Androndro-D-Glutaranasi and the 1,2: 5,6-dianhydrous sugar of 1,2:5,6-Androndro-D-Glutaranasi. As a result of structural analysis, the polyhedral polysaccharide was generated, the degree of differentiation was 0.38 to 0.44, and the terminal structure was about 30%. It is easy to select, differentiate, decompose and change the properties of polysaccharides. The polysaccharide has many amino acid groups and is easy to produce. For the purpose of improving the biological suitability of the material, the polysaccharide can be prepared by reaction and synthesis. Multi-component polysaccharides are produced in the presence of acid and solvent. The composition and concentration of these materials are different from those of surgical adhesives and artificial vessels. In addition, the polysaccharide has the function of capturing hydrophilic substances in aqueous solvents, and has the function of capturing hydrophilic substances in aqueous solvents. Multi-component polysaccharide is a safe raw material for synthesis, utilization, and development of water-soluble compounds.

项目成果

アンヒドロ糖の製造方法

脱水糖的生产方法

• 发表时间: 2004

T.Imai: "Synthesis of hyperbranched 2,5-anhydro-D-glucitol by proton-transfer cyclopolymerization of 1,2:5,6-dianhydro-D-mannitol"Macromolecules. 36. 6359-6363 (2003)

T.Imai：“通过 1,2:5,6-二脱水-D-甘露醇的质子转移环聚合合成超支化 2,5-脱水-D-葡萄糖醇”大分子。

T.Satoh: "Synthesis of hyperbranched polysaccharide by thermally induced cationic polymerization of 1,6-anhydro-β-D-mannopyranose"Macromolecules. 36. 6364-6370 (2003)

T. Satoh：“通过1,6-脱水-β-D-吡喃甘露糖的热诱导阳离子聚合合成超支化多糖”，《大分子》36. 6364-6370 (2003)。

Synthesis of hyperbranched carbohydrate polymer by ring-opening multibranching polymerization of 1,4-anhydroerythritol and 1,4-anhydro-L-threitol

• DOI: 10.1021/ma0358024
• 发表时间: 2004-05-04
• 期刊: MACROMOLECULES
• 影响因子: 5.5
• 作者: Imai, T;Satoh, T;Kakuchi, T
• 通讯作者: Kakuchi, T

Synthesis, Branched Structure, and Solution Property of Hyperbranched d-Glucan and d-Galactan

• DOI: 10.1021/ma0475479
• 发表时间: 2005-04
• 期刊: Macromolecules
• 影响因子: 5.5
• 作者: T. Satoh;T. Imai;Hiroyuki Ishihara;Takahiro Maeda;Y. Kitajyo;Y. Sakai;H. Kaga;Noriaki Kaneko;F. Ishii;T. Kakuchi