In vivo模倣足場作製に向けたブロックポリマーブラシの基礎検討とその展開

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本研究では、足場材料の生理活性機能、機械的特性および構造が細胞に与える影響を別々に評価できるプラットフォーム作製および細胞-材料間相互作用の理解を目指した。まずは構造を制御する材料設計を行った。重合中に反応溶液をドレインすることで基板上での重合時間を連続的に変化させる戦略を用いた。既報と同じ構成である下層がpoly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine (MPC))、表層がpoly(2-aminoethylmethacrylate (AEMA))の二層型ポリマーブラシを用いた。表層のAEMA層の膜厚が連続的に変化する二層型ポリマーブラシを作製したところ、タンパク質吸着量は重合度によらず一定であることが分かった。そこで細胞接着を評価した。ヒト乳腺上皮細胞の細胞接着及び細胞移動を評価したところ、膜厚が厚い方向へ移動してくことが分かった。また、生理活性物質の固定化が可能となる材料設計を行った。表層のAEMAの化学修飾を行った。無水コハク酸を用いることでAEMAにカルボキシル基を導入し、分子内・分子間相互作用により電荷を打ち消すことで、材料由来の影響を排除できることが期待できる。無水コハク酸の反応率を溶液の濃度により制御することに成功し、表面物性(特に表面電荷)が反応率に伴って変化することが分かった。また、アルブミン・イムノグロブリンの吸着は、表面電荷がゼロの場合に大きく抑制されることが分かった。また、細胞接着も表面電荷がゼロの場合にのみ大きく抑制されることが分かった。次に、無水コハク酸ではなく無水マレイン酸を用いた。チオールーエン反応によりシステイン末端を有する細胞接着誘導ペプチドであるRGD (Arg-Gly-Asp)ペプチドを固定化したところ、細胞接着が強く誘導された。本戦略により生理活性物質を効果的に固定化できることが分かった。