架橋点 自由 動け 架橋剤を開発
〜従来利用さ た多く 高分子ゲ 柔軟 力学物性をもた
こ 可能 〜
名古屋大学大学院工学研究科 竹岡敬和准教授等 架橋点 自由 動くこ 架橋剤を開発 そ を用い 高分子ゲ を作 高分子ゲ 非常 高 い靭性 伸張性を示 こ を明 ま た
また こ 架橋剤を用い 調製 た刺激応答性高分子ゲ 応答速度 従来 高分子ゲ 比 飛躍的 速く こ も分 ま た
従来 高分子ゲ 力学的 脆さや応答 遅さ 原因 そ 刺激 応 た体積や表面 変化を利用 た人工筋肉 ド ッグ バ ーシス ム センサー 再生医療用 培養床 実用化 困難 た 本研究結果 今後 刺激応 答性高分子ゲ 上記 目的 利用 期待 ま
本研究成果 201『 年 10 月8 日発行 英国時間 英国 国際学術雑誌 Nature
（ommunじcatじons 誌 電子版 掲載さ ま
架橋点 自由 動 架橋剤を開発
〜従来利用さ た多く 高 子ゲ 柔軟 力学物性をもた 可能 〜
－人工筋肉 センサー 再生医療へ 応用 期待－
概要
高分子 高分子鎖 架橋さ 3次元 網目構造 形成 空間 沢山 溶
媒 保持 膨潤 あ 高分子 誰 簡単 調製 え 分子篩い
能 高い液体保持性 振動吸 性 様々 機能 示 多く 分 実用的 利用さ い
一方 刺激 応 体積や表面物性 可逆 変化さ 高分子 性質 30年間 多く 礎 び応用研究 い 興味 持 人工筋肉 ッ バ ー 分 子認識センサー 再生医療用 養床 高度 分 利用 検討さ
高分子 力学物性や刺激応答速度 十分 実用化 至 い い
古屋大学大学院工学研究科 竹岡敬和准教授等 直鎖状 エチ ン ー PEG 環状 分子 あ キ ン CD 貫通 状態 嵩高い分子 閉 込 超分子 一種 あ タキサン 環状分子部分 応性 ニ 修飾 架橋剤 用い
刺激応答性高分子 力学的物性や応答速度 飛躍的 向上さ 成
本 研 究 成 果 2014 年 10 月 8 日 発 行 英 国 時 間 英 国 国 際 学 術 誌 Nature Communications 電子板 掲載さ ま
ポイン
高分子 調製 や さ 多様 機能 多く 研究分 利用さ
環境 変化や刺激 対 体積 大 く変化さ 刺激応答性高分子 関 多く 可能性 あ わ 力学的 脆さや遅い応答性 応用 結び い い 本研究 新 く開発 架橋点 動く架橋剤 利用 従来通 簡単 調製方法 刺激応答性高分子 高い靭性や伸張性 持 び応
答速度 上 成
背景
一般 高分子鎖 架橋 3次元高分子網目 沢山 溶媒 吸 高 分子 呼ぶ 化学 物理 分 様々 種類 高分子 高分子 関 多く
礎物性 い 研究 行わ 薬学 医学 工学 研究分 い 高分子 分子篩い能力 液体保持性 粘弾性 多様 性質 利用さ い 高分子 関連
研究 多く 分 広 理由 一 簡易 調製方法 挙
例え 分子生物学 研究 多用さ い 電気泳動用 ア ア 所定 ノ ー 架橋剤 応開始剤 計 取 全 混 純水 く 緩衝液 溶 減 脱気 後 応促進剤 え 得 一般 化学合成 必要 知識や器具 使わ
く 簡単 従 作 料理 う 誰 性質 示 高分子
作 可能 さ 高分子 有 様々 性質 例え 上記 記 性質 え 徐放性 振動吸 能 生体適合性 各研究分 い 必要 さ 機能 持 合 わ い 遍 化 理由 あ
一方 外部 え 刺激 応 体積や表面物性 変化さ 刺激応答性高分 子 従来 高分子 様 調製方法 簡単 利用範囲 広い え バイ セン
サー ッ バ ー 人工筋肉 従来 高分子 比 高度 先端
的研究分 応用可能 考え い 研究 盛 約30年 経 現
実用化 事例 少 い 原因 一 用い ほ 刺激応答性
高分子 高分子 網目 均一 構造 存 力学的 脆い あ 例え 刺激応答性高分子 含 従来 高分子 一方向 伸張さ 場合 最 短い高分子鎖 力 集中 う 網目 崩壊 わ 1.2〜1.5倍 壊 う 刺激 え
高分子 体積 繰 返 大 く変化さ 場合 理由 高分子網目 壊 う 刺激応答性 示さ い う 従来 高分子 関 網目 均一
力学的 脆い 従来 刺激応答性高分子 刺激 対 応答 遅さ 問題 い 力学物性 刺激応答性 飛躍的 改善さ 刺激応答性高分子 簡単 操作 調製 高分子 高度 先端的研究分 利用 可能 考え い
高分子 力学的強度 改善 行わ 方法 調製方法 複雑 あ 望 力学物性 刺激応答性 兼 備え 困難 あ
研究 内容
古屋大学大学院工学研究科 竹岡敬和准教授等 東京大学大学院新領域創成科学研究科 酒井康博助教等 共 研究 ープ 直鎖状 エチ ン ー PEG 環状 分 子 あ キ ン CD 貫通 状態 嵩高い分子 閉 込 超分子 あ
タキサン 環状分子部分 応性 ニ 修飾 架橋剤 用い 刺激応答性高分
子 作 従来 架橋剤 例え チ ン ア ア 用い 調
製 刺激応答性高分子 比 伸張率 10倍以上 見い
靭性 飛躍的 向上 わ 高分子 わ 部分 占 架橋剤 可動性
え 高分子 力学的物性 大幅 改善さ 成 さ 刺激 応
体積変化 迅速 わ
成果 意義
架橋剤 用い 可動性 架橋点 合 得 様々 高分子 導入 従来研究さ 多く 高分子 力学物性 向上さ 簡単 刺激応答性高分子 い 応答速度 関 飛躍的 向上
確認さ い 人工筋肉 センサー ッ バ ー い 応
用 利用
用語説明
人工筋肉：生体 筋肉組織 模倣 目指 開発さ い ア チュエータ 一種
ッ バ ー ：病気 必要 薬物 必要 必要 場所 送
達 う 用い 副作用 く 考え
再生医療：傷害や疾病 機能 く 失わ 組織や臓器 移植や代替品 利用 く 自 細胞 利用 再生さ 試
超分子：複数 分子 非共有結合 秩序 集合体 形成 新 い物性や機能 示 分子
靭性：材料 粘 強さ 外力 抗 破壊さ くい性質
論文名
出典：
Nature Communications (2014)
タ イ ：
Extremely stretchable thermosensitive hydrogels by introducing slide-ring
polyrotaxane-cross-linkers and ionic groups into the polymer network
著者名：Abu Bin Imran1,3, 江崎健太1, 後藤弘旭1, 関隆広1, 伊藤耕三2, 酒井康博2, 竹岡敬和1 所属： . 名古屋大学大学院工学研究科物質制御工学専攻
. 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 . バン シュ工科大学工学部化学科
図 可動性 架橋剤を用い 調製 た高 子ゲ を伸長させた場合 概念図
図 可動性 架橋剤を用い 高 子ゲ を調製 方法 a: ポ タキサン 可動性 架橋剤を合成
b: 可動性 架橋剤を用い 高 子ゲ を調製
図 可動性 架橋剤を用い 調製 た高 子ゲ 物性 a: 伸張性 b: 圧縮性 c: 曲 d: カッター も簡単 い
e: 沢山 溶媒を吸収 f: 一般 利用さ い 架橋剤 メチ ンビスア アミ を 用い 調製 た高 子ゲ i&ii 可動性 架橋剤を用い 調製 た高 子ゲ iii iv v 引っぱ 試験 結果 可動性 架橋剤を用い 調製 た高 子ゲ 高い靭性 伸張性を示
図 可動性 架橋剤を用い 調製 た高 子ゲ 温度変化 応 た体積 時間変化
