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A Longitudinal Study on Determinants and Impact of Police Contact with Citizens: A Preliminary Report of the First Wave Survey (2)
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A Study of Industrial Structure and Strategy Pattern of Sweet Manufacturing Retailer in Japan
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Injectable and Sprayable Hydrogels Generated by Combining Bioactive Nanomaterials for Biomedical Applications
Get PDF甲南大学博士（理工学）令和7年度(2025年度)温度や機械的ストレスなどに応答してゾル－ゲル転移を示す高分子水溶液は、注射やスプレーによりゲルを生体内に投与できるためinjectable gelやsprayable gelと呼ばれ、医療応用を目指した研究が盛んに行われている。特に、これらのゲルは生理活性物質を担持できることから、癒着防止材、ドラッグデリバリーキャリア、組織再生足場としての医療応用が進められている。これまでに様々な高分子を用いてinjectable gelおよびsprayable gelが開発されてきたが、ゾル－ゲル転移現象は可逆的に起こるため、生体投与後にゲルが再びゾルになり、使用目的を達成できない事例が多く報告されている。また、ゾル－ゲル転移は高分子間の弱い相互作用にもとづく繊細な現象であるため、生理活性物質の担持量が高いと高分子間の相互作用が阻害され、ゲル化が起こらない事例も報告されている。これらの問題により、実用化に至ったinjectable gelおよびsprayable gelは数例しか存在しないため、医療応用に資するinjectable gelおよびsprayable gelの開発が求められている。本研究では、従来の高分子ベースのゲルに対して、ナノスケール化およびナノマテリアルの複合化という手法を導入し、2種類の新規injectable gelおよびsprayable gelを開発し、バイオマテリアルとしての有用性を示した。具体的に、1種類目のゲルとして、粉末状-キチンをウォータージェット法により微粉砕化し、-キチンをナノ繊維化すると同時に含水させ、-キチンナノ繊維ゲルを作製した。-キチンナノ繊維はスパイク状分岐構造をとっており、ナノ繊維間でスパイク状構造が絡まり合うことでゲル化した。-キチンナノ繊維ゲルに機械的ストレスを負荷するとスパイク状構造の絡まり合いが崩壊してゾル化するが、機械的ストレスを除去すると再びゲルに戻った。これにより、-キチンナノ繊維ゲルはsprayable gelになる。生体内にスプレー投与した-キチンナノ繊維ゲルは、組織液中のタンパク質を吸着してスパイク状構造の絡まり合いが強化され、臓器の動きなどで生じる機械的ストレスを受けてもゲル状態を維持した。また、-キチンナノ繊維ゲルはスパイク状構造に起因して、組織表面への高い付着性を示した。-キチンナノ繊維ゲルは、スプレー投与できないフィルム状の市販癒着防止材セプラフィルムと同等の癒着防止効果を示し、スプレー投与型癒着防止材としての有用性が示された。2種類目のゲルとして、ナノスケールの素材であるPLGA-PEG-PLGAナノミセル、LAPONITEクレイナノ粒子、MOFs（NU-1000）のみから構成される複合ゲルを作製した。各ナノマテリアル間の相互作用により、複合ゲルは体温応答型のinjectable gelとなる。多成分間の安定な物理架橋構造により、複合ゲルは生体内でゲル状態を保持した。NU-1000の細孔をL-アルギニンのリザーバーとして利用することで、L-アルギニンの複合ゲルからの持続的な徐放特性が得られた。L-アルギニンの徐放効果により、複合ゲル内に血管新生を効率的に誘導することが可能であった。この血管新生誘導効果により、複合ゲルは市販の注射投与型組織再生足場Matrigelよりも高い骨格筋組織再生効率を示し、注射投与型組織再生足場としての有用性が示された。doctoral thesi
