自律的再構築による力学的適応性をもつ生体分子モーター人工筋肉の開発

通过自主重建开发具有机械适应性的生物分子运动人造肌肉

• 批准号: 22H01443
• 负责人: 新田 高洋
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01443/
• 关键词: 生体分子モーター; 人工筋肉; 力学的適応性; マイクロロボット; 力学的適応

本研究の目的は，強化や自己修復といった力学的適応をする人工筋肉を開発することである．我々が最近開発した，生体分子モーターを集積化した人工筋肉では，人工筋肉を筋トレのように繰り返し収縮・伸展させると，人工筋肉を構成する収縮ユニットが自律的に再配列を行い，人工筋肉が強化されることをシミュレーションにより見出した．本研究では，我々が開発した人工筋肉に，収縮・弛緩を制御するスイッチを導入し，繰り返し収縮・伸展による強化や自己修復などの力学的適応を誘起させることを目的とする．これにより，生体分子モーターを集積化した人工筋肉のマイクロロボットへの実装を目指す．このために今年度は，人工筋肉を弛緩させるための光スイッチの開発に取り組んだ．まず実施したのは，熱応答性高分子の修飾である．熱応答性高分子の末端に金ナノ粒子に結合させるためのビオチンや可視化するための蛍光色素を結合させた．この修飾した熱応答性高分子を金ナノ粒子へ結合させた．高分子が金ナノ粒子に結合したかどうかを評価するために，動的光散乱による評価方法を実施した．これまでの結果から，熱応答性高分子が金ナノ粒子に結合していることが示唆される結果が得られている．ただし，金ナノ粒子表面に結合している熱応答性高分子の密度が低い可能性があり，結合条件などを検討する必要があり，令和5年度も引き続き，実施・検討を行う．またもう一つのアプローチとして光応答性ATPの使用を計画しており，光応答性ATPの合成に取り組んでいる．

The purpose of this study is to strengthen the mechanical adaptation of self-repair and artificial muscle development. Recently, we have developed a new type of artificial muscle, which is composed of artificial muscle and artificial muscle. This study aims to develop artificial muscle, contraction, relaxation, control, introduction, contraction, extension, reinforcement, self-repair, and mechanical adaptation. The biological molecules are integrated into the artificial muscle. This year, artificial muscle is relaxed and the development of artificial muscle is carried out. The heat resistant polymer is modified. The terminal metal particles of thermally responsive polymers bind together. This modification is a thermally responsive polymer. The evaluation method of polymer particle binding is implemented. As a result, thermally responsive polymers are bound to gold nanoparticles, which shows that the result is achieved. The density of thermally responsive polymers bound to the surface of gold particles may be low, and the binding conditions may be necessary for discussion. The use of optically responsive ATP is planned and the synthesis of optically responsive ATP is organized.