■概要■
・革新の鍵は“界面”にあり！界面制御が拓く次世代バイオマテリアルの技術進化を一望する！
・生体との“対話”を可能にする──界面理解が拓く機能性材料研究の最前線！
・医療と材料の未来をつなぐ！界面制御が生む“融合と共鳴”のイノベーションを詳解する！
序文
第1章 物質・生体間の相互作用の基礎
第1節 血液適合性高分子における界面水ダイナミクスの分子シミュレーションによる解明
1．はじめに
2．計算手法 など
第2節 生体適合性材料における中間水の役割と生体との相互作用メカニズム
1．はじめに：医療機器と合成高分子
2．血栓形成のメカニズム
3．高分子表面へのタンパク質吸着現象 など
第3節 生体適合性高分子界面の水和構造の解明
1．はじめに
2．界面水を“その場”で捉える先端計測
3．測定事例 など
第4節 双性イオン型ポリマーのタンパク質凝集阻害メカニズム
1．はじめに
2．凝集抑制ポリマーの合成
3．タンパク質凝集抑制評価 など
第5節 双性イオン型ポリマー/ 細胞膜間静電相互作用システム
1．はじめに
2．PMCPとPMPCの会合挙動の違い
3．4級アンモニウムとリン酸を側鎖に含むポリアンホライト など
第6節 セラミックスの骨結合性発現メカニズムに基づく生体応答性材料の創製
1．はじめに
2．骨欠損部に埋植されたセラミックスの挙動
3．生体活性セラミックスの骨結合性発現メカニズム など
第7節 マクロファージ-球状微粒子間相互作用メカニズム
1．緒言
2．温度応答性微粒子の調製
3．微粒子形状，表面物性が細胞との相互作用に与える影響
第8節 合成高分子-生体分子間の相互作用メカニズム：多点相互作用を基盤とする認識原理
1．はじめに
2．合成高分子-生体分子間の相互作用
3．多点的相互作用パターンの“認識” など
第9節 合成高分子-生体分子間の相互作用からみる生体応答メカニズム
1．はじめに
2．抗原と抗体，およびその評価方法
3．ハプテン性と免疫原性の違いにおける重要な要素をPEGから考える など
第2章 界面解析・分析・評価技術
第1節 生体適合性ポリマー-水界面の相互作用解析技術
1．はじめに
2．PVPとタンパク質の相互作用と中間水計測手法
3．シミュレーションを活用した相互作用解析
第2節 分光分析を用いたバイオマテリアルの水和構造分析技術
1．はじめに
2．含水過程の赤外分光分析
3．MCRによる時間依存赤外スペクトルの解析 など
第3節 ベタイン型高分子電解質の水和構造解析
1．はじめに
2．中性子反射率測定の原理
3．水界面における中性子反射率測定 など
第4節 テラヘルツ分光を用いた生体関連分子の水和状態解析
1．はじめに
2．テラヘルツ分光法による水和状態解析
3．水和状態の観測例
第5節 高速AFMによるソフトマテリアルの動態イメージング技術
1．はじめに
2．高速AFM技術の概要
3．高速AFMによるソフトマテリアルの観察
第6節 固液界面の3次元構造を観察できる3次元走査型力顕微鏡技術
1．はじめに
2．AFMと3D-SFM
3．3D-SFMの応用研究例 など
第7節 電子顕微鏡による骨形成機構などの界面ナノ観察
1．はじめに
2．ASEMの原理
3．水中での結晶化の動態の詳細観察 など
第8節 ナノ薄膜による生体脳の超広範囲光計測法の確立
1．広範囲光計測のための頭蓋骨代替材料の課題
2．透明性・柔軟性・生体適合性を有するPEO-CYTOPナノ薄膜
3．PEO-CYTOPナノ薄膜と光硬化性樹脂による長期計測可能な頭蓋骨代替法 など
第9節 合成ナノセルロースの生体適合性とバイオ関連機能の評価
1．はじめに
2．タンパク質吸着特性の評価
3．細胞毒性および足場材としての特性の評価 など
第10節 生体吸収性金属材料の分解特性評価技術
1．はじめに
2．生体吸収性金属材料の腐食評価のための模擬組織中浸漬試験
3．増粘剤濃度による組織中拡散速度制御 など
第11節 高分子バイオマテリアルの分子構造が生体応答に与える影響
1．はじめに
2．分子の構造と生体の応答
3．シルクフィブロインの分子構造と生体応答 など
第3章 界面制御技術
第1節 アパタイト核を用いた界面制御技術
1．体内で骨と自然に一体化する生体活性材料
2．アパタイト核を用いた生体活性インプラント材料の機能設計
3．ポリエーテルエーテルケトンのバイオメディカル応用と課題 など
第2節 金属系バイオマテリアルの表面改質技術
1．はじめに
2．金属系バイオマテリアルへの表面改質
3．チタンおよびチタン合金に適用されている表面改質プロセス など
第3節 細胞分離と細胞組織作製のための温度応答性高分子修飾界面
1．はじめに
2．温度応答性高分子界面を用いた細胞分離技術
3．温度応答性高分子を用いた細胞シート作製技術
第4節 自己乳化現象の制御による多孔質シート作製技術
1．はじめに
2．エマルション
3．自己乳化現象 など
第5節 双性イオン型ポリマー/ 細胞膜間界面制御技術
1．緒言
2．スルホベタインポリマーによる細胞膜間界面制御技術
3．結語
第6節 中間水を有する高分子の血液適合性材料界面の最適化技術
1．はじめに
2．中間水とは？
3．中間水を計測するための技術 など
第7節 界面積層技術を用いた3次元細胞培養
1．はじめに
2．細胞表面への高分子ナノ薄膜形成
3．細胞集積技術 など
第8節 脱細胞化による細胞外マトリクス形成
1．はじめに
2．脱細胞化組織の調製
3．脱細胞化組織の評価 など
第4章 新規材料設計
第1節 バイオ界面における分子相互作用の定量的解析とデータ駆動科学による材料機能予測
1．序論：バイオ界面における生体応答の根源的課題と新たな設計パラダイム
2．実験的アプローチによる血液適合性メカニズムの解明
3．データ駆動科学によるバイオ界面の合理的設計 など
第2節 精密高分子の合成技術とライブラリ構築
1．はじめに
2．高機能・低コスト・安定性に優れたプラスチック抗体の開発
3．多官能性高分子ライブラリの調製と相互作用のスクリーニング など
第3節 Langmuir-Blodgett法による生体適合性高分子単分子膜の製膜
1．はじめに
2．低分子化合物の単分子膜の検討
3．高分子化合物の単分子膜の検討
第4節 界面反応に基づく骨基質配向誘導型材料の設計
1．はじめに
2．自然骨の階層構造と機能
3．骨基質配向化誘導の細胞生物学的機構 など
第5節 分子集合体による治療材料設計
1．はじめに
2．治療機能発現のための分子設計戦略
3．設計戦略に基づいた治療応用例 など
第6節 医療応用を目指した刺激応答性高分子材料の設計
1．はじめに
2．DDS応用を目指した刺激応答性高分子材料
3．標的分子検出センサー開発のための刺激応答性高分子材料 など
第7節 スマートポリマーを用いた医療材料の設計
1．はじめに
2．スマートナノファイバーメッシュ
3．薬物徐放出型ナノファイバーメッシュ
第5章 革新的生体適合性材料の開発
第1節 液-液相分離制御技術を用いた多孔化インジェクタブルゲルの開発
1．はじめに
2．細胞移植治療のためのインジェクタブルゲルの設計
3．液-液相分離界面の形成によるゲルの構造制御 など
第2節 四次元制御を可能とするサンドイッチ培養法の開発
1．はじめに
2．三次元培養
3．ハイドロゲルを利用した細胞培養 など
第3節 特異な細胞挙動を誘起する流動性バイオマテリアルの開発
1．はじめに
2．流動性培養基材の性質
3．流動性基材が誘導する細胞挙動・機能の変化 など
第4節 細胞培養用の動的な液体足場材料の開発
1．はじめに
2．パーフルオロカーボン界面
3．イオン液体界面 など
第5節 精密な高分子合成手法を用いた分子認識性を有する糖鎖高分子の開発
1．はじめに
2．糖鎖高分子の合成と分子設計
3．糖鎖高分子を用いたバイオ機能材料 など
第6節 アポトーシス細胞に学ぶ新たな生体適合性高分子の開発
1．生体適合性とバイオマテリアル
2．免疫を積極的に調節するバイオマテリアル
3．アポトーシス細胞の有する免疫寛容効果 など
第7節 細胞を反応場とした重合反応によるバイオ界面の設計
1．はじめに
2．細胞機能操作を志向した光開始・誘起ラジカル重合
3．光ラジカル重合による細胞含有ハイドロゲルの合成 など
第6章 革新的生体適合性材料を用いた応用事例
第1節 人工バイオミネラリゼーションによる歯周組織再生・歯面改質用材料の開発
1．はじめに
2．人工バイオミネラリゼーションによる歯周組織再生用材料の表面改質
3．薬物担持による機能向上 など
第2節 生体親和性リン脂質ポリマー被覆による長寿命インプラントの開発
1．背景
2．生体関節と人工関節の摺動界面の構造
3．MPCポリマーによる人工関節の界面制御 など
第3節 界面化学的手法を用いたスマートナノカプセルの開発
1．はじめに
2．W/Oエマルションの油水界面の乳化剤の架橋によるスマートナノカプセルの調製
3．逆ミニエマルション界面RAFT重合を利用したスマートナノカプセルの調製
第4節 細胞親和性リン脂質ポリマーを用いた新規細胞操作技術
1．はじめに
2．セルシャトルによるタンパク質の細胞質送達技術
3．今後の展望
第5節 生体内を模倣した光応答性足場材料の開発
1．はじめに
2．光応答性足場材料の開発
3．細胞パターニングと集団移動現象 など
第6節 バイオミメティクスを利用した次世代センシング
1．はじめに
2．アプタマーと双性イオンを用いたウイルススパイクタンパク質検出
3．ピリジルボロン酸およびPEG機能化PEDOT共重合体界面を用いたシアル酸検出 など
第7節 高分子薄膜技術を用いた生体融合型デバイスの開発
1．はじめに
2．高分子超薄膜技術
3．生体貼付型電極 など
第8節 自己組織化タンパク質ナノファイバーの医用材料応用
1．はじめに
2．エラスチン
3．トロポエラスチン など
第9節 生体適合性高分子を用いた生体内埋め込み型燃料電池・バイオセンサの開発
1．はじめに
2．界面課題と材料設計の基本戦略
3．応用Ⅰ：生体埋め込み型酵素燃料電池 など
あとがき
■監修■
高井 まどか
東京大学 大学院工学系研究科 教授
三浦 佳子
九州大学 大学院工学研究院 教授
