高分子の構造制御によるバイオマテリアルの機能制御

高分子の構造制御によるバイオマテリアルの機能制御
従来法
側鎖構造の変更
（ビニル重合）
n=1~6
+amide
PMEA
+methylene
側鎖構造の変更による親水化、疎水化
poly(2-methoxyethyl acrylate)
Regioselective ROMP法: 側鎖配列の制御
側鎖間隔
間隔の制御
間隔
7 carbons
側鎖配列
配列の制御
配列
7
regioselective
ROMP
5
5 carbons
Regioselective ROMP法
法を用いることで
hydrogenation
4 carbons
4
高分子に導入する側鎖の
①構造、②
④配列
構造 ②位置、③
位置 ③量、④
が制御可能 → 発現する機能の制御へ
研究紹介, Sept. 21. 2015
Regioselective ROMP法とは
8 carbons
G2
CHCl3
rt, 20 h
3RCOE
Head-to-Tail, transregioregular poly(3RCOE)
L= 2 Cl, NHC
P= Ph, polymer chain
steric
repulsion
distal E
addition
metallacyclobutane
Distal Z, proximal E and Z
are energetically-unfavorable.
dissociation
Regioselectivity: 93% 〜 99.9%
near-perfect Head-to-Tail regularity
Stereoselectivity: 96% 〜 99%
high trans- olefinic double bonds
Kobayashi et al., JACS, 2011.
研究紹介, Sept. 21. 2015
t-HPMM
PME
t-PMM
PMEA
PME2
PME3
high
PM
細胞接着部位の露出量
low
PC (polycyclooctene)
中間水量
血小板粘着数
small
PET
low
Mean±SD (n=3)
▲: ELISA (anti-Fng γ)
●: Platelet
large high
血小板粘着数[vs. PC]
OD405 by ELISA [vs. PC]
Regioselective ROMP法による高分子の血液適合性制御
高分子材料に0.01 g/gの
中間水を発現させれば、
血液適合性を発現させる
ことが可能？
中間水量 [g/g]
PM
Wfb [g/g] ≈0
t-PMM
0.003
PME
0.004
PME2
0.010
PMEA
0.042
PME3
0.050
Regioselective ROMP法を用いた高分子の一次構造制御により、
発現する中間水量が制御でき、血液適合性を制御することができる！
研究紹介, Sept. 21. 2015
PMEA類似体の構造最適化による血液適合性向上
ELISA (anti-hFng γ chain Ab)
µBCA protein assay
1.8
**
**
**
**
1
**
0.8
*
0.6
**
**
0.4
**
**
** p<0.01 (vs PMEA)
* p<0.05 (vs PMEA)
*
1
1.2
*
0.6
0.4
0.2
*
**
0
0
PP
PMPC
PMC1A
PMEA
**
0.04
0.02
0
0.4
PMCxA
poly(3-methoxypropyl acrylate)
n=1~6
N.S.
0.6
*
PMPC PMC1A PMEA PMC3A PMC4A PMC5A PMC6A
mean ±SD, n=3
** p<0.01 (vs PMEA)
* p<0.05 (vs PMEA)
N.S. p>0.05 (vs PMEA)
*
0.06
0.8
**
-0.2
1.2
1
PP
PMC3A PMC4A PMC5A PMC6A
血小板粘着試験
0.1
0.08
■10 min
■3 days
0.8
0.2
number
of adhered platelets [vs. PET]
PETを1とした時の血小板粘着数
吸着量 (μg/cm ²)
1.4
OD405 by ELISA (vs. PP)
1.6
1.2
BSA
hFbn
** p<0.01 (vs PMEA)
* p<0.05 (vs PMEA)
PMC1A PMEA PMC3A PMC4A PMC5A PMC6A
・PMCxA類はPMEA同様に高い血液適合性を示す。
・PMC3Aは極めて高いタンパク質吸着抑制能を
・示した。
・PMC4A～PMC6Aは吸着タンパク質をネイティブな
・状態で保持できる。
0.2
表面吸着タンパク質の制御による
バイオマテリアルの機能制御へ
0
PET
PMC1A
PMEA
PMC3A
PMC4A
PMC5A
PMC6A
研究紹介, Sept. 21. 2015