生体適合性高分子材料の水和状態と分子構造因子の相関を解明 —医療用高分子材料の革新的性能向上への応用に期待—

　九州大学 先導物質化学研究所／カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所（I²CNER）の高原 淳教授と檜垣 勇次 助教らの研究グループは、高輝度光科学研究センター（JASRI）の池本 夕佳 博士、森脇 太郎 博士、高エネルギー加速器研究機構（KEK）の山田 悟史 助教らとの共同研究で、次世代高性能医療用材料として期待される双性イオン高分子の水溶液中でのナノ構造を解明しました。
　プラスの電荷とマイナスの電荷の両方を持つ双性イオン高分子は、生体分子の構造を模倣していることから高い生体適合性を有することが知られていますが、実は生体適合性が発現されるメカニズムは未解明でした。本研究グループは、SPring-8の高輝度放射光を利用した赤外分光測定と、J-PARC MLFにおける中性子反射率測定による最先端の量子ビーム解析技術を用いました。その結果、高分子中のプラス電荷とマイナス電荷の距離に応じて共存イオンに対する応答性が変化し、異なる膨潤挙動を示すことが明らかになりました。
　この知見を用いることで、生体内の環境に合わせて適度な膨潤構造を持つような材料設計が可能になると期待できます。本研究成果は、抗血栓性カテーテルなどの高性能医療用高分子材料の開発によるライフサイエンス分野の発展に役立つだけでなく、水和双性イオン高分子の潤滑特性を利用した摩擦低減によるエネルギー効率の向上にも結びつくものであると期待されます。
　本研究成果は、2017年8月17日に米国化学会（ACS）の国際学術誌「Langmuir」に、ACS Editor’s Choice論文として掲載されました。本研究は、文部科学省 光・量子融合連携研究開発プログラムによる助成を受け、JASRI及びKEKとの共同研究として実施されました。

共存電解質との相互作用により変化する
双性イオン高分子薄膜の水溶液界面における
水和状態と分子構造因子の関係