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ナノゲル工学によるハイブリッドゲルの調製とバイオマテリアル応用

国内特許コード P07A012159
整理番号 P04-015
掲載日 2007年12月21日
出願番号 特願2004-115613
公開番号 特開2005-298644
登録番号 特許第4599550号
出願日 平成16年4月9日(2004.4.9)
公開日 平成17年10月27日(2005.10.27)
登録日 平成22年10月8日(2010.10.8)
発明者
  • 秋吉 一成
  • 森本 展行
  • 岩崎 泰彦
出願人
  • 国立大学法人 東京医科歯科大学
発明の名称 ナノゲル工学によるハイブリッドゲルの調製とバイオマテリアル応用
発明の概要

【課題】本発明は、自己組織化ナノゲルをビルディングブロックとした構造制御された新規ハイブリッドゲルの合成と利用(ナノゲルエンジニアリング)を達成することである。
【解決手段】本発明は、重合性自己組織化ナノゲル(ナノジェロマー)の合成と新規ハイブリッドナノゲルの合成およびナノゲルを架橋点とする階層的ゲルの合成と生理活性物質リザーバーシステムとしての機能、さらにナノゲルーリポソーム複合体を架橋点とするリポソームネットワークゲルの合成を主要な特徴とする。

従来技術、競合技術の概要


ポリマーゲルは、薬学・医療分野から分子テクノロジーや化粧品、食品の分野まで幅広く利用されている。近年、デンドリマー、微粒子(microsphere)を架橋点とする化学ゲル、抗体、人工タンパク質モチーフを架橋点とする物理架橋ゲル、さらに架橋点が移動するトポロジカルゲルなど様々な架橋点を有する新しいゲルが報告されている。しかし、架橋点の構造やゲルの網目の構造制御は依然として大きな課題である。一方で、ナノ微粒子とゲルの特性を合わせ持つナノメーターサイズ(特に100nm以下)の高分子ゲル微粒子(ナノゲル)は、特にドラッグデリバリーシステムやナノテクノロジー分野で注目されるようになってきた。一般に化学架橋ナノゲルは、マイクロエマルション重合法や高分子分子内での架橋反応により合成されてきた。我々は、疎水化高分子の自己組織化により物理架橋ナノゲルの新規な調製法を報告した(非特許文献1)。すなわち、比較的疎水性の高い疎水基(コレステロール基)を部分的に導入した水溶性多糖類が、希薄水溶液中で自己組織的に会合し、疎水基の会合領域を架橋点とする単分散なナノゲルを形成することを見出した。我々の知る限り、物理架橋点を有する50nm以下のサイズの揃ったナノゲルとしては、初めての報告であった。通常のナノ微粒子は、その表面の特性を利用した研究がほとんどであるが、ナノゲルはさらにその内部にも物質を取り込めるスペースを有することが最大の特色である。コレステロール置換プルラン(CHP)のナノゲルは、タンパク質と選択的に相互作用するホストとして機能し、ドラッグデリバリーシステムのキャリアーとして有効であることを報告している。また、第2の利点は、物理架橋点であるために、架橋構造の動的構造制御が可能であることである。疎水基の構造を変えることでゲルネットワークの動的特性を制御しえることやシクロデキストリンとのホストーゲスト相互作用を利用することで、ナノゲルの生成と崩壊を動的に制御しえる。この性質を利用して、変性タンパク質の取り込みと放出を制御した人工分子シャペロンの開発に成功している。

【非特許文献1】Akiyoshi, K.; Deguchi, S.; Moriguchi, N.; Yamaguchi, S.; Sunamoto, J. Macromolecules 1993, 26, 3062. 2) Kuroda, K.; Fujimoto, K.; Sunamoto, J.; and Akiyoshi, K. Langmuir 2002, 10, 3780.

産業上の利用分野


本発明は、ナノ微粒子とゲルの特性を合わせ持つナノメーターサイズ(特に100nm以下)の高分子ゲル微粒子(ナノゲル)の改良に関し、さらに詳しくは多層構造化によってより高度な制御が可能となったハイブリッドゲルに関するものである。加えて本発明は、ハイブリッドゲルの調製法、及びその用途に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
プルランに100単糖あたり1~5個のコレステロール基を導入して得られた分子量20,000~200,000のコレステロール置換プルラン(CHP)に、さらに100単糖あたり2~20個のメタクリロイル基またはアクリロイル基を導入し得られた化合物を基盤物質とし、これ2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)またはN-イソプロピルアクリルアミドと共重合反応をおこさせることを特徴とする、プルラン2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)またはN-イソプロピルアクリルアミドとのハイブリッドゲルの調製方法。

【請求項2】
多糖類によるナノゲル間の架橋反応を抑えるために、メタクリロイル化CHP(CHPMA)のメタクリロイル基に対して、10~100倍モル比の2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)で共重合反応をおこさせることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドゲルの調製方法。

【請求項3】
マクロゲルを調製するために、CHPMAナノゲルのメタクリロイル基に対して6倍モル濃度以上のMPCで重合反応をおこさせることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドゲルの調製方法。

【請求項4】
プルランに100単糖あたり1~5個のコレステロール基を導入して得られた分子量20,000~200,000のコレステロール置換プルラン(CHP)に、さらに100単糖あたり2~20個のメタクリロイル基またはアクリロイル基を導入し得られた化合物を基盤物質とし、この物質でリポソームの表面を被覆した後に、さらに2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)またはN-イソプロピルアクリルアミド共重合反応をおこさせることを特徴とする請求項3に記載のハイブリッドゲルの調製方法。
産業区分
  • 高分子化合物
  • 処理操作
  • 薬品
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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