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自己振動型生体内分解性ヒドロゲルの設計

自振荡可生物降解水凝胶的设计

基本信息

批准号：
10878162
负责人：
由井伸彦
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

分解産物をインプットとして材料の分解が抑制されるフィードバック機構を付与することにより、生体内で振動型に分解する「自律型」材料の構築を目指して研究を推進してきた。昨年度は、酸化還元能を有するニコチンアミド(NA)で修飾したデキストラン(NA-Dex)とカルボキシメチル化デキストラン(CMD)とを合成した。さらに、デキストラン(Dex)の分解により生成するオリゴ糖を基質としたグルコースオキシダーゼ(GOD)によるNA部位の酸化により、NA-DexとCMDとのイオンコンプレックス形成を確認した。本年度は、そのイオンコンプレックス形成を制御する要因として1)水溶液中のNA-DexとCMDの濃度、2)NA部位の酸化速度、に着目して実験を行った。GODの触媒作用により発生する過酸化水素を、種々の濃度のNA-DexとCMD混合水溶液(過酸化水素、NA-DexとCMDのモル比は一定)に添加すると、イオンコンプレックス形成の指標となる500nmの透過率は一定のラグタイムの後に減少した後に再度増加した。このことは、イオンコンプレックスの形成・解離が自律的に制御されていることを示していた。このとき濃度の増大に伴っての透過率の最小値は小さくなる傾向を示した。このことは、NA部位が還元型から酸化型に置換する速度は濃度に依存しないが、その後のイオンコンプレックス形成は水溶液中の酸化型NA-DexとCMDとの衝突確率に依存していることを示唆していた。また、NA-DexとCMDの濃度を一定にして水溶液に添加する過酸化水素濃度を増大させると、ラグタイムが短くなる傾向がみられたが、透過率が減少する挙動が同じであった。このことは、過酸化水素とNA部位との衝突確率が過酸化水素濃度の増大に伴い大きくなり、結果としてNA部位の酸化速度が大きくなったことを示唆していた。このように、材料の濃度からイオンコンプレックス形成速度、過酸化水素濃度からNA部位の酸化速度を制御可能であることが明らかとなった。昨年度の研究成果から、NA-DexとCMDの水溶液中に添加するDex濃度を変化させると、Dexの濃度に伴って、Dexの酵素分解物(オリゴ糖)を基質としたGOD触媒による過酸化水素の生成量を制御できることがわかっている。このことから、Dex,NA-Dex及びCMD存在下において、これらの濃度やモル比によりDex鎖の酵素分解に伴うイオンコンプレックス形成・解離を任意に制御できるものと考えられる。以上、自らの分解産物を利用してイオンコンプレックス形成と解離による自律制御型生分解性ヒドロゲルの基本設計を確立した。

Research on the construction of "self-regulating" materials for suppressing the decomposition of decomposition products and materials in vivo is being promoted. Last year, the acid recovery element can be modified by the combination of NA-Dex and CMD. In addition, the decomposition of the NA-Dex (Dex) is confirmed by the formation of the NA-Dex (Dex) and the formation of the NA-Dex (Dex). This year, the main reasons for controlling the formation of the sodium hydroxide are: 1) the concentration of NA-Dex and CMD in aqueous solution, 2) the acidification rate of NA site, and 3) the improvement of the concentration of sodium hydroxide. GOD catalytic action produced by the production of peracidified water element, species concentration of NA-Dex and CMD mixed aqueous solution (peracidified water element, NA-Dex and CMD ratio is constant), the addition of water element, the formation of color index, the transmittance of 500nm from a certain range after a decrease, then increased again. The formation of self-discipline and self-discipline The increase of the concentration is accompanied by the decrease of the minimum transmittance. The rate of substitution depends on the concentration of the NA-Dex and CMD in aqueous solution. When the concentration of NA-Dex and CMD is constant, the concentration of peracidified water increases, the transmission rate decreases, and the transmission rate decreases. The accuracy rate of the acid concentration in the NA site increased with the increase of the acid concentration in the NA site. The concentration of the material, the formation speed of the acid, the concentration of the acid, the acidification speed of the NA site can be controlled. Last year's research results showed that the concentration of Dex added to NA-Dex and CMD aqueous solution was changed, the concentration of Dex was accompanied, the enzyme decomposition product of Dex (glucose) was reduced, and the amount of peracidified water produced by GOD catalyst was controlled. In the presence of Dex,NA-Dex and CMD, the enzyme decomposition of Dex lock is accompanied by formation and dissociation of any control. The basic design of the self-controlled decomposition process was established by using the decomposition products of the above-mentioned materials.