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バイオプリンティング再生医療に応用可能な新規ｉｎ　ｓｉｔｕ架橋ゲルの開発

开发适用于生物打印再生医学的新型原位交联凝胶

基本信息

批准号：
16J08368
负责人：
中川慶之
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

3Dインクジェットプリンターにより細胞とゲルからなる生体組織様構造を作製するインクジェットバイオプリンティングが近年注目され、この用途に適したゲル材料の開発が求められている。本研究では、金属イオンの添加により瞬時にゾル－ゲル転移するイオン架橋性ゲルに着目し、自在に分子設計可能な合成高分子のみからなる新規イオン架橋性ゲルの開発を通じてバイオプリンティングに適した革新的なゲル材料の開発を目指した。本年度は、より高性能な合成高分子イオン架橋性ゲルを実現するための前駆体高分子の分子設計の指針となる知見を獲得すべく、ABA型トリブロックコポリマーからなる新規イオン架橋性ゲルの開発に取り組んだ。その結果、金属イオンの添加により直接ゲル化可能な新規イオン架橋性ゲルが直鎖高分子でも実現できることが示され、イオン架橋性ゲルの材料設計の幅を広げることに成功した。また、合成高分子イオン架橋性ゲルの3Dインクジェットプリンティングについて化学工学的検討も行った。昨年度は、スターブロックコポリマーを前駆体高分子とする合成高分子イオン架橋性ゲルを用い、インクジェットプリンターにより３次元ゲル構造物を作製した。これを反応拡散プロセスとしてモデル化することにより、印刷解像度向上のための材料設計の指針となる知見の獲得を試みた。その結果、ゲル化に要する金属イオン量が少ない方が高解像度を実現できると示唆され、本モデルにより実験結果を矛盾なく説明できた。本研究の成果により、イオン架橋性ゲルの自在な分子設計への道が拓かれると同時に、インクジェットバイオプリンティングに適した高性能なゲル材料を設計するための指針となる知見の一端が明らかとなったと考えられる。今後さらに、上述のような材料設計とプロセス検討の一体的検討を加速していくことで、バイオプリンティング分野にブレークスルーがもたらされることが期待される。

The development of 3D materials has attracted much attention in recent years due to their application in cell and tissue structure. This study aims to provide guidance for the development of novel bridging materials based on the possibility of molecular design and synthesis of polymers. This year, the development of high performance synthetic polymers with bridging properties has been studied. The molecular design guidelines for precursor polymers have been obtained. ABA type polymers with bridging properties have been developed. As a result, the addition of metal to the polymer can be directly controlled, and the bridging of the polymer can be successfully controlled. The synthesis of polymer bridging molecules in 3D technology and chemical engineering Last year, we made three-dimensional gel structures for the use of starbrockoprima, a precursor polymer and synthetic polymer, as an intone-bridging gel. This is the first time that we've had a chance to learn more about how to design a material with high print resolution. The results of this study are contradictory to the results of this study. The results of this research are as follows: 1. The molecular design of the polymer is based on the theory of molecular structure. 2. In the future, the above-mentioned material design and integration of research and development will be accelerated.