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長澤 尚胤
日本接着学会誌, 41(10), p.420 - 426, 2005/10
植物由来であるポリ乳酸(PLA)は、機械的特性や透明性などが良いことから一番実用化に近い材料であるが、高い融点を有するが約60
Cを超える温度域で熱変形し、強度が低下するという欠点がある。放射線橋かけ技術によるPLAの耐熱性改善について検討した。当初、PLAは、放射線照射により分子鎖が切断される放射線分解型の材料であるため、橋かけを助ける助剤を用いた放射線橋かけ法の研究を進めた。1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(HDDA),トリメチルプロパントリアクリレート(TMPTA),トリアリルイソシアヌレート(TAIC)が有効であり、3%TAICを用いて最も橋かけしたPLAが約60Cでも熱変形せず、融点以上でも形状を保持した。耐熱性が改善されたPLAは高温に耐える熱収縮材や透明性を保持した射出成形品に応用開発された。良好な生体適合性を有するPLAを放射線橋かけして再生医療材料に応用するため、照射時の温度を変えることによって、橋かけに必要なTAIC濃度を1%に低減化でき、1/5に低線量化できた。この開発した技術によって、プラスチック廃棄物処理問題を解決し、資源循環型社会を構築するために、生分解性プラスチックの利用が増えることが期待できる。
長澤 尚胤; 金田 綾子*; 金澤 進一*; 八木 敏明; 三友 宏志*; 吉井 文男; 玉田 正男
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 236(1-4), p.611 - 616, 2005/07
被引用回数：80 パーセンタイル：97.88(Instruments & Instrumentation)生分解性のポリ乳酸は硬く、透明性のよい樹脂であるが、ガラス転移温度60C以上で変形が起きるため、耐熱性の改善が急務である。これを改善するには橋かけ構造の導入が有効であるため、反応性の多官能性モノマーについて検討した結果、トリアリルイソシアヌレートが橋かけに最も有効であることを見いだした。照射橋かけにより耐熱性が向上したポリ乳酸は、融点(160C)以上でも融解しないことから熱収縮チューブへの応用を可能にした。また、橋かけPLAは結晶化が起こらないため熱湯を注いでも透明性を保持しており、食器類への応用が期待できる。
-lactic acid) by radiation-induced crosslinking三友 宏志*; 金田 綾子*; Tran, M. Q.*; 長澤 尚胤; 吉井 文男
Polymer, 46(13), p.4695 - 4703, 2005/06
被引用回数：116 パーセンタイル：94.31(Polymer Science)植物産生プラスチックであるポリL乳酸(PLLA)は、ガラス転移温度(Tg)である約60C以上で軟化する性質を持っており、耐熱性に乏しい材料である。このTg以上での軟化を改善する目的で、PLLAに少量の橋かけ助剤を添加して所定線量の電子線を照射して、高分子鎖間に橋かけ構造を導入して耐熱性をはじめとした諸物性の変化について検討した。さまざまな橋かけ助剤の中からトリアリルイソシアヌレート(TAIC)が最も効果的に橋かけ構造を導入でき、3%TAIC添加で50kGy照射した条件で橋かけしたPLLAがTg以上での軟化を抑制することを見いだした。この橋かけしたPLLAは、結晶化するための分子運動性を阻害するような分子鎖ネットワークを広範囲に形成しているため、低結晶化度を示した。さらにPLLAの再結晶化温度である90Cで熱処理と照射により橋かけしたPLLAのTg以上での軟化を完全に改善することができた。また、プロテナーゼ酵素による生分解性試験の結果、未橋かけPLLA(未照射PLLA)に比べ、橋かけしたPLLAは分解しにくく、橋かけ構造導入によって生分解性を制御できることがわかった。
八木 敏明
第14回放射線利用技術セミナー; 広がる放射線の産業利用講演テキスト, p.67 - 72, 2004/10
生分解性プラスチックは、通常の使用に耐え、使用後は土壌中の微生物によって分解する環境に優しい高分子である。放射線橋かけが難しい生分解性プラスチック(ポリ乳酸など)や天然高分子の多糖類(デンプン,セルロース,キチン・キトサンなど)について、放射線による橋かけ構造を導入する技術開発を行った。ポリ乳酸は放射線橋かけにより、高温(160C以上)にも耐える耐熱性が得られ、熱収縮材への応用が可能である。また、デンプンやセルロースなどは放射線橋かけにより、高吸水性多糖類ゲルが得られ、医療・福祉,農業,衛生用品などへの応用が期待できる。
長澤 尚胤; 八木 敏明
Science & Technology Journal, 13(10), p.20 - 21, 2004/10
ポリ乳酸は、放射線照射により分子鎖が切断される放射線分解型の材料であるため、橋かけ構造の導入が困難であった。そこで、橋かけ助剤を用いた放射線橋かけ法の研究を進め、橋かけ構造を導入することに成功し、耐熱性を改善することができた。いろいろな種類の橋かけ助剤中でトリアリルイソシアヌレート(TAIC)が橋かけに有効であることと、TAIC添加濃度が3%で橋かけが促進することを見いだした。また、耐熱性は橋かけしたポリ乳酸フィルムに一定荷重を掛け、昇温による試料の伸び変化測定より評価した。橋かけしていないポリ乳酸では60C以上で形状が保持できなくなるが、TAIC3%で放射線橋かけしたポリ乳酸は、融点である160C以上でも伸びの変化がほとんどなくなり、ポリ乳酸の耐熱性を著しく改善できることを明らかにした。この技術により高温に耐えるポリ乳酸熱収縮材の開発に進展し、ポリ乳酸の従来品に比べ、収縮性能で約2倍以上、ポリエチレン製熱収縮材に比べ、80Cでの強度が3倍を有する生分解性で透明性に優れた耐熱性高倍率熱収縮材であるといった具体例をもとにポリ乳酸の橋かけ技術及び応用例を紹介した。
吉井 文男
放射線化学, (78), p.26 - 34, 2004/09
多糖誘導体であるカルボキシメチルセルロース(CMC)のペースト状放射線橋かけとその応用,デンプンを原料とするポリ乳酸の橋かけによる熱収縮チューブへの開発、及びハイドロゲル創傷被覆材について、実用化までの技術開発を記した。CMCは濃度10%以上のペースト状で放射線橋かけを起こし、それはカルボキシメチルの置換度や分子量により影響される。橋かけCMCは、手術中に起こる床ずれを防止するマットに応用でき、実用化した。また、CMCゲルは家畜排泄物を効率的に発酵させるための水分制御剤に有効であることを実証した。橋かけポリ乳酸は耐熱性が向上し、熱収縮チューブに応用し、生分解性で透明性のよい製品が得られた。ポリビニルアルコールの放射線合成ハイドロゲルを傷にはる創被覆材に有効であることを実証し、厚生労働省から認可が得られ販売が開始された。
吉井 文男
防菌防黴誌, 32(8), p.405 - 412, 2004/08
生分解性材料は、資源循環型材料として今後ますます研究が進み実用化が盛んになると期待している。放射線橋かけは、室温の照射によリ高分子材料を改質できるため、環境に調和した材料開発に有効な技術である。本報告では、放射線橋かけが難しい生分解性プラスチックと多糖類に橋かけ構造を導入する技術開発を行い、以下の事実を見いだした。(1)ポリブチレンサクシネート(PBS)は無機物(活性炭や二酸化ケイ素)の添加により、橋かけ効率の向上と生分解性が促進できた。(2)PBSはトリメタアリルイソシアンレートの1%という極めて低い濃度により効果的に橋かけ反応が起き、耐熱性が著しく改善できた。(3)ポリ乳酸は、トリアリルイソシアンレートの添加により橋かけが効果的に起き、耐熱性が向上し、熱収縮材に応用できた。(4)天然高分子では、多糖類誘導体のカルボキシメチルセルロースやカルボキシメチルキトサンがペースト状で効果的に放射線橋かけ反応が起き、医療・福祉の分野や環境保全材料への応用が可能になった。
岡部 和彦*; 柴田 康弘*; 真下 透*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 浅野 雅春; 吉田 勝
Drug Development and Industrial Pharmacy, 26(5), p.559 - 562, 2000/05
被引用回数：1 パーセンタイル：5.63(Chemistry, Medicinal)生体内で分解機能をもつインテリジェント素材による男性不妊症治療への応用について検討した。生体内分解性素材は、DL-乳酸を窒素ガスをバブリングしながら200
、8時間処理することによって得た。この処理によって、Mnが1600のポリDL-乳酸(PLA)が得られた。男性不妊症治療薬としてゴナドトロピン(hCG)を用いた。製剤の調整はPLA(45mg)とhCG(343I.U.)を含むD-マニトール(5mg)を混合した後、37で溶融し、内径2mmのロッド状に成型することによって行った。この製剤の性能評価は幼若ラット背中皮下に埋入後、経時的に血液を採取し、血中のテストステロン濃度を測定することによって行った。この結果、PLAは埋入後14日間で約80%が分解消失することがわかった。また、この期間を通してテストステロン濃度は約0.7ng/mlの一定値を示すことがわかった。
小林 大四朗*; 津布 久悟*; 山中 英寿*; 浅野 雅春; 宮嶋 勝春*; 吉田 勝
Drug Development and Industrial Pharmacy, 24(9), p.819 - 825, 1998/00
被引用回数：23 パーセンタイル：61.1(Chemistry, Medicinal)生分解性ポリD,L-乳酸粒子中にテストステロン(男性ホルモン)を溶媒蒸発法を用いて包含した。次いで、in vivo分解挙動を調べるため、この素材をウイスター系ラットの背中皮下に埋め込んだ。病理組織学的観察の結果から、埋込の開始から10日後に、材料が完全に分解することが分かった。また、75-150
mの粒径をもつ粒子からのテストステロンの放出は、6週の期間にわたって持続した。この所見は前立腺臓器の重量変化及び血中薬物濃度の結果からも示唆された。
清水 雄一; 河西 俊一
Chemistry Letters, 0(11), p.935 - 936, 1996/11
過酸化水素の存在下でアクリル酸の水溶液を高強度のXeFレーザー光(351nm)で照射することによる乳酸の新規な直接合成法について述べる。乳酸の収量はレーザー光の照射量と過酸化水素の添加速度に大きく依存し、最大収量での乳酸生成の量子収率と選択率はそれぞれ0.3および50%であった。生成物分析の結果から、過酸化水素のレーザー光分解で高密度に生成したOHラジカルはアクリル酸の
と
位の炭素に均等に付加して、乳酸とヒドロアクリル酸を1:1で生成することがわかった。
吉田 勝; 浅野 雅春; 大道 英樹; 林 裕*; 山口 格*; 松田 和夫*
Int. J. Pharm., 115, p.61 - 67, 1995/00
被引用回数：2 パーセンタイル：8.5(Pharmacology & Pharmacy)ヒト型結核菌青山B株から抽出されたZ-100(丸山ワクチン)を放射線治療を受けた人に投与すると、白血球増殖因子を刺激し血液成分を正常なレベルにまで短時間に回復できることが知られている。しかし、この物質は血中での半減期が短かく、安定性に乏しい。そこで、Z-100を生体分解性の乳酸ポリマー中に包括して徐放製剤とすることにより上述の欠点の改良を試みた。放射線照射後のマウスについて、延命効果及び造血幹細胞(顆粒球、マクロファージ系前駆細胞)に与える影響を調べた結果、徐放製剤を埋め込まなかったマウス群は照射後20日以内に100%死亡したのに対し、投与系では70%の延命効果が認められた。また、造血幹細胞に対しても顕著な増殖作用が認められ、Z-100の長期間にわたる有効な作用が結論できた。
-acetoxy-6-chloro-2-oxa-4,6-pregnadiene-3,20-dione (TZP-4238), for local atrophic therapy of rat prostate岡部 和彦*; 小林 太志郎*; 小野 義弘*; 真下 透*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 浅野 雅春; 大道 英樹; 吉田 勝
Pharm. Sci., 1, p.307 - 309, 1995/00
17-アセトキシ-6-クロロ-2-オキサ-4,6-プレグナジン-3,20-ジオン(TZP-4238)は、前立腺肥大の治療薬の一つである。この薬の治療効果を高める目的で、生体分解型のポリマー粒子にTZP-4238を包括し、前立腺組織に直接埋め込むことにより、局所治療薬としての適合性の検討を行った。その結果、7週にわたって、薬物が除放され前立腺の萎縮が観察された。この成果は、局所療法へ除放性製薬を応用した最初である。
浅野 雅春; 吉田 勝; 大道 英樹; 岡部 和彦*; 真下 透*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 鈴木 慶二*; 森本 正規*; 榊原 秀雄*
Pharm. Sci., 1, p.433 - 435, 1995/00
機能材料の一つとして生分解性をもつD,L-乳酸ポリマーを合成した。このポリマーのin vivoでの分解パターンは、分子量の増加とともに放物型からs-字型へと変わることが確かめられた。次に、骨粗鬆症の治療薬として知られているうなぎカルシトニンの合成アナログの一つを乳酸ポリマーと混ぜ合わせ針状に成形した。放物型の分解パターンをもつMn=1400のポリマーからの薬物のin vivo放出は1週間で完結した。これに対し、5週の実験期間を通じ、15units/dayの一定の放出が、Mn=200からなるs-字型分解パターンをもつポリマー系で観察された。また、Mn=4400からなるポリマーでは、Mn=2000のポリマーに比べ、初期におけるより長い誘導期間の出現のため、薬物の放出が初期で著しく抑制された。
-irradiation combined with ozone; Cupric ion effectM.J.Lee*; 新井 英彦; 宮田 定次郎
Chemistry Letters, 0(6), p.1069 - 1070, 1994/00
t-ブタノールは、オゾン酸化あるいはオゾン併用照射によって容易には分解されない物質である。しかしながら、微量(10
モル/l以下)の銅(II)イオンの添加により全有機炭素(TOC)の除去速度が増大することが見い出された。反応主成物としてアセトン及び各種の有機酸の生成が認められたが、これらの生成物のうち、特に有機酸類が銅イオンの添加により分解が促進されることがわかった。
浅野 雅春; 吉田 勝; 大道 英樹; 真下 透*; 岡部 和彦*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 森本 成紀*; 榊原 秀夫*
Biomaterials, 14(10), p.797 - 799, 1993/08
この論文は、熱、pH変化などに不安定な薬物の固定技術及びin vitroでの薬物放出特性を調べた最初の報告である。骨粗鬆病などの治療に広く用いられているカルシトニンは、皮下注射による投与時に激痛をともなうことが知られており、また長時間にわたっての投与が必要とされているとこから、50C以下の温度で成形加工しやすい分子量2,000
4,400のポリ(DL-乳酸)に固定し、ポリマーを分解させながら薬物を放出させる試みを行った。その結果、固定化物からの薬物の放出性は、S-字型分解パターンをもつ分子量4,400のポリマー系が最も優れた性能を示し、24日間の実験期間を通して約14units/dayの一定した放出レベルを維持できることが分った。
浅野 雅春; 吉田 勝; 大道 英樹; 真下 透*; 岡部 和彦*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 守本 成紀*; 榊原 秀夫*
Biomaterials, 14(10), p.797 - 799, 1993/00
被引用回数：22 パーセンタイル：73.33(Engineering, Biomedical)「薬物投与の最適化」を目的に、近年、薬物送達システム(DDS)の開発が活発に行われている。我々は、DDS用素材として、生体内で分解、吸収、代謝される機能をもつ生体分解型ポリマー材料の設計・合成を行い、埋入型DDS担体のin vivo性能評価を行っている。今回、骨粗鬆症治療薬として知られているウナギカルシトニンの類似化合物、[Asu
]-ECT、を生体分解型ポリ(DL-乳酸)に圧融着法により包含した。1,400のMnをもつポリ(DL-乳酸)のin vitro分解パターンは放物線型であった。このポリマー複合体からの薬物のin vitro放出を調べたところ、初期段階で著るしく、3日で完了した。これに対し、Mnが4,400のポリマーの場合、分解パターンはS字型を示し、薬物のin vitro放出は24日間にわたって14
5units/日の一定値を保つことが分った。
今坂 一道*; 高山 幸三*; 吉田 勝; 大道 英樹; 永井 恒司*
European Polymer Journal, 28(7), p.709 - 712, 1992/00
被引用回数：4 パーセンタイル：25.35(Polymer Science)生体内分解性三元系ポリマーの設計に、コンピューターを応用し、所望の分解パラメータを有するポリマーを得るための最適化技術を開発した。対象とした三元系ポリマーは、L-乳酸、DL-マンデル酸、P-ヒドロキシフェニルプロピオン酸からなり、無触媒系、200Cで窒素ガスを導入しながら直接脱水縮合により合成した。最適化にはExtreme Vertices Design法を用いin vitro分解率、ポリマー組成、分子量パラメータ(Mn,Mw,Nw/Mn)から3つの仕込モノマー組成を予測した。その結果、予測値と実測値がよく一致することが分かった。
今坂 一道*; 吉田 勝; 福崎 裕延*; 浅野 雅春; 熊倉 稔*; 真下 透*; 山中 英寿*; 永井 恒司*
Int. J. Pharm., 81, p.31 - 38, 1992/00
被引用回数：9 パーセンタイル：41.18(Pharmacology & Pharmacy)直接脱水縮合により、主鎖もしくは側鎮にフェニル基を持つ生体内分解性ポリマーを合成した。このポリマーを、圧融着法を用いて、細いシリンダー状に加工したのち、動物実験にて、ドラッグデリバリーシステム用担体としての性能評価をおこなった。使用した薬物は、前立腺癌の治療薬の1つであるエストラマスチンであり、得られた製剤からのIn vivo薬物放出と薬理効果は10週の期間にわたって認められた。
ray induced polymerization玉田 正男; A.A.Begum*; S.Sadi*
J. Ferment. Bioeng., 74(6), p.379 - 383, 1992/00
L(+)-乳酸産生菌であるRhizopus oryzaeをポリエチレングリコールジメタクリレートの線重合から調製した高分子担体により固定化した。固定化に用いる担体の含水率・多孔性を変化させるため、担体は種々のモノマー濃度(2.5,10,20,30,50%の水溶液)及び照射温度で作成した。担体を培養液中に加え、振盪培養することにより、この糸状菌は担体の表面近くに固定化された。固定化菌体の乳酸生産に適した担体は約80%以上の含水率及び多孔性を有するものであった。また、固定化収率({I/(I+U)}
100 I:固定化菌体量、U:未固定化菌体量)が65%以上の時、生産性の向上が認められた。このとき、乳酸の比生産速度(単位菌体量、単位時間当たりの乳酸生産量)は通常の懸濁培養に比較して1.8倍の値に達した。
今坂 一道*; 永井 恒司*; 吉田 勝; 福崎 裕延*; 浅野 雅春; 熊倉 稔*
Makromol. Chem., 193, p.715 - 722, 1992/00
pH、イオン強度及び温度のような外部環境からの刺激に応答してin vitro分解する三元系ポリマーを合成した。このポリマーはL乳酸(LA)、DLマンデル酸(MA)及びP-ハイドロキシフェニルプロピオン酸(HPPA)からなる。重合は無触媒直接脱水縮合反応によっておこなった。三成分比(仕込組成)がLA/MA/HPPA=80/10/10のポリマーは特に興味ある分解挙動を示した。すなわち37C・pH7.2リン酸緩衝液中において、膨潤を伴いながら5時間の誘導期間を経た後、48時間後に完全に消失するS字型分解パターンを示した。また、pH及び温度の上昇は分解速度を加速し、イオン強度の増加は分解を抑制した。
