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Shear-Responsive Gel for Low-invasive Organ Holding Devices

用于低侵入性器官固定装置的剪切响应凝胶

基本信息

批准号：
22KJ1090
负责人：
日下部紗伎
金额：
$ 1.6万
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：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題では、せん断により液体から固体へと変化するせん断力応答性ゲルを利用し、滑りのない固定と臓器に対する低侵襲性を両立した臓器固定器具の開発を目指している。PEOやsilicaナノ粒子は生体材料として広く利用されている。また、分子量が数十万以上のポリエチレンオキシド(PEO)とナノサイズのsilicaナノ粒子の混合水溶液(以下、PEO/silica混合系)は、せん断力の付与により、液体から固体へと状態変化することが報告されている。一方で、PEO/silica混合系の物性構造相関は、せん断付与前後ともに定量的には明らかでない。そこで本年度は、せん断力応答性ゲルの効率的な物性制御を実現するため、せん断力応答性ゲルの基盤となるPEO/silica混合系について、せん断付与前後における物性構造相関の評価を行った。せん断力付与前の系は、光学顕微鏡や透過型電子顕微鏡を用いた観察により、ミクロな構造の検討を行った。得られたミクロな構造情報と、前年度までに得たマクロな物性を合わせることで、系の物性に大きな影響を与えるパラメータを明らかにした。せん断力付与後の系については、非線形領域における粘弾性測定を行った。さまざまなPEO・silica濃度の系について測定を行い、弾性率や緩和時間の相関を系統的に評価した。これらの結果は、適切な粘弾性特性を有する、PEO/silica混合系を基盤としたせん断力応答性ゲル作成の足掛かりになることが期待される。

This research topic is aimed at the development of liquid, solid and liquid fixation devices with low invasiveness. PEO silica particles are used as biological materials. A mixed aqueous solution of silica particles with molecular weight of hundreds of thousands or more (hereinafter PEO/silica mixed system) is a mixture of silica particles with molecular weight of hundreds of thousands or more. The physical properties of PEO/silica mixed systems are related to the quantitative relationship between the front and back. This year, the evaluation of physical properties related to the performance of PEO/silica hybrid systems has been carried out. The research on the structure of optical micromirrors and transmission electron micromirrors The structure information and the physical properties of the system are obtained in the previous year. After the force is applied, the viscosity is measured in the non-linear field. The system of PEO·silica concentration was determined, and the correlation between activity rate and relaxation time was evaluated. The results show that the PEO/silica hybrid system has appropriate viscosity characteristics, and the stability of the PEO/silica hybrid system is expected.