関大,ナノサイズの液晶高分子を開発して薬物放出


関西大学の研究グループは,ナノサイズの液晶粒子(液晶高分子ミセル)の設計と,それを用いたモデル薬物の放出制御に成功した(ニュースリリース)。

ドラッグデリバリーシステム(DDS)は,必要な場所に必要な時間だけ必要な量の薬物を送達するシステムであり,薬効の増大や副作用の軽減,利便性の向上などが可能となる。

DDSを実現するために薬物を運ぶ薬物キャリアとして,疎水部と親水部からなる両親媒性高分子が形成するナノ粒子(高分子ミセル)が期待されている。特に,pHや温度などの刺激に応答して性質が変化する両親媒性高分子からなる高分子ミセルは,刺激応答性薬物キャリアとして精力的に研究されている。

しかし,一般的な高分子ミセルは外部刺激によって自己集合構造が解離するため,可逆的な応答を付与するためには架橋構造などの導入が必要になる。一方液晶は,固体のような規則的な構造と液体のような流動性を併せ持っており,外部電場や温度などによりその動的な規則構造が変化する。

また生体膜は,疎水部と親水部を有するリン脂質からなる脂質二重層で,高い規則性と流動性をもつ液晶状態となっている。この脂質二重層が,分子やイオンの選択透過性に重要な役割を果たして生命活動を維持しているが,これまでに医療分野への応用研究はほとんど報告されていなかった。

研究グループは,両親媒性高分子が水中で自己集合して高分子ミセルを形成する性質と,液晶高分子が生体膜のような動的な規則構造を有しており,外部刺激に応答してその構造を変化することに着目し,新たな両親媒性液晶高分子を合成した。

この両親媒性液晶高分子は,水中で自己集合することによりナノ粒子(液晶高分子ミセル)を形成し,体温付近の温度変化によって液晶相から等方相へと相転移することを明らかにした。さらに,液晶高分子ミセルの内部にモデル薬物を内包させることができ,体温付近の温度変化により可逆的な薬物放出のON–OFF制御に成功した。

このような新しい液晶高分子ミセルは,刺激応答性DDSを実現するための薬物キャリアとして期待できると共に,疎水性分子の吸着制御など環境分野への応用も可能。従来のマクロサイズの液晶とは異なり,ナノサイズの液晶ということで従来とは全く異なる液晶高分子の応用にも繋がると期待できるという。

今回は温度によって液晶構造の変化を誘起させたが,光など様々な刺激に応答して液晶-等方相転移を誘起させる液晶高分子ミセルも設計できるという。研究グループは,ナノサイズの液晶高分子材料として,物質分離や光学材料としての応用も考えられるとしている。

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