北海道大学大学院先端生命科学研究院 先端融合科学研究部門 ソフト&ウェットマター研究室
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北大生になりたい方へ 高分子ゲル研究会

ゲルの接着

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くっつくゲル

 生体内の歯や骨などの硬い組織を除いたほとんどの部分は、ゲルによってできています。DNゲルはその強度の高さや低摩擦な性質のため、人工関節への応用が期待されています。人工関節に使われたDNゲルは骨の主成分であるハイドロキシアパタイトと強く結合する必要があります。それゆえ、ゲルを固体基盤の上に堅く固定する必要があります。

多孔質基盤とゲルの接着模式図

 私たちは傾斜構造を用いて多孔質基盤とゲルの接着を試みています。

  • まず1stネットワークに使われているPAMPSゲルを多孔質基盤中で合成します。
  • PAMPSゲルが含まれた多孔質基盤に2ndネットワークに使われているAAmの溶液を浸透させ、一部を2ndネットワークにつけておいた板状のPAMPSゲルに接触させます。
  • その後多孔質基盤内のPAMPSゲルと板状のPAMPSゲルを同時に合成します。

 このような方法で2種類の多孔質基盤に結合することができます。

 上記のような方法で高強度なDNゲルとさまざまな多孔質基盤の間にそのゲル自身を用いて強力な接合面を手に入れることができます。ゲルと基盤の接合面の強度は多孔質基盤の孔の大きさに依存することがわかっています。数マイクロメーターのオーダーの孔をもった多孔質基盤では強力な接合面を得ることができます。最適の状況下では、ゲルと基盤の間の結合強度はDNゲルのみのときの強度に匹敵しています。

参考文献

Takayuki Kurokawa, Hidemitsu Furukawa, Wei Wang, Yoshimi Tanaka, Jian Ping Gong, "Formation of a strong hydrogel-porous solid interface via the double-network principle," Acta Biomaterialia, 6(4), 1353-1359(2010.4).