Field of Study
Pharmaceutical Physical Chemistry, Plasma Chemistry, Mechanochemistry, Drug Delivery System
Keywords
Cold Plasma, Self-assembled phospholipid layer, Polymer Nano-film, Zwitterionic Polymer, Polymer micelle, Bottle-brush, cancer, cellular uptake
Lab URL
https://www.gifu-pu.ac.jp/lab/bukka/
高分子を創る・視る・操る技術を活かした、次世代医療材料の開発を目指す。
Aiming to develop next-generation medical materials by utilizing its technologies for synthesizing, evaluating, and manipulating functional polymers.
  • 教授 近藤 伸一 Professor Kondo Shin-ichi Ph.D. skondo
  • 講師 土井 直樹 Associate Professor Doi Naoki Ph.D. doi

研究テーマ Research Subjects

 薬品物理化学研究室では、物理化学的視点より、薬学の分野における反応化学、構造化学、物性化学に関する基礎および応用研究を行っており、以下の点に重点をおいた研究を展開している。

1 . 高分子基材表面の改質を利用したバイオアプリケーション
高分子基材表面の改質による新規な医用材料開発に関する研究を行っている。特にプラズマ表面処理を利用して、疎水性高分子基材表面に親水性基(カルボキシル基)を導入した後、縮合反応による新たな官能基の導入や高分子グラフト鎖の構築を行い、高効率での活性を保持した酵素や抗体の固定化、あるいは細胞培養に適した高分子表面の構築を行っている。

2 . 刺激応答性機能性高分子の開発とその DDS への応用
生体内環境あるいは外部刺激(光、熱など)により物性や高次構造等が変化する機能性高分子の開発とそのドラッグデリバリーシステム(DDS)への応用に関する研究を行っている。特に、種々の重合方法(メカノケミカル重合や原子移動ラジカル重合など)を用いて分子量や高分子構造を制御するとともに、高分子側鎖への刺激応答性部位の導入による高分子の機能化を行い、ナノドラッグキャリアとすることによる DDS への応用を行っている。

3 . 新たな膵臓癌治療に向けたがん間質を突破する DDS
生存率の最も低い固形癌として知られる膵癌は、デスモプラジア(線維性間質)の亢進によって膵癌細胞への抗癌剤や微粒子の送達が抑制されることから、i)細胞外マトリックス成分を分解する酵素-高分子コンジュゲートの開発、ii)がん間質細胞の除去に向けた抗癌剤を内包する高分子医薬の創製を目指している。

We have worked on the fundamentals and applications of chemical reactions, chemical structure and characteristics of various materials, such as polymer material, in the view of pharmaceutical science. The following research fields are our primary research focus.

1 . Surface modification of polymer material and its bio-application. We have been developing original materials for medical use by the surface modification of polymer. The durable surface wettability on the hydrophobic polymer surface, on which carboxylic groups were introduced, was fabricated by plasma treatment, and then other functional groups or polymer graft chains were introduced on its surface. The polymer surface fabricated by this way is used for the immobilization of enzyme or antibody maintaining their high activity, and it is also suitable for the cell culture.

2 . Development of stimuli-responsive polymer and its application to DDS. Stimuli-responsive polymers as a nanocarrier are specialized nano-sized active delivery vehicles that evolve with an external signal, such as heat, pH, light and so on, and are equipped with load-and-release modalities within their constituting units. We have been investigating the development of stimuli-responsive polymer and its application to DDS.

3 . Development of macromolecular drugs to break through the pancreatic cancer stroma. Pancreatic cancer stroma prevents the delivery of anticancer drugs and DDS carrier into the pancreatic cancer cells. We have challenged the fabrication of polymer conjugates possessing extracellular matrix proteases to increase the stability of the proteases and to provide targeting ability for them, and developed the anticancer-loaded macromolecules for apoptosis-inducing of pancreatic cancer cells.

研究課題 Research Objectives

  1. プラズマを利用した高分子基材表面へのリン脂質自己組織化膜の構築とその応用
    Fabrication of self-assembled phospholipid layer onto the polymer surface by plasma-assisted method and its bio-application
  2. 固体プラズマ化学の基礎と高分子の自己組織化を利用した DDS 開発
    Fundamentals of solid-state plasma chemistry and application to DDS by self-assembling of polymer
  3. DDS への応用を目指した高次の機能性高分子開発
    Development of highly functionalized polymer for DDS
  4. プラズマ技術を基盤とする機能性バイオマテリアル表面の創成
    Development of functional biomaterial surface based on plasma technique
  5. 新たな膵癌治療に向けたがん間質を突破する高分子医薬の創出
    Development of macromolecular drugs aiming to break through the pancreatic cancer stroma

最近の研究成果 Research Results

  1. Kondo S., Doi N., Sasai Y., Yamauchi Y., Kuzuya M., Characterization of Shape of Polymer Nano-Films Possessing Various Crosslinking Chain Length, J. Photopolym. Sci. Technol., 34, 533-536 (2021)
  2. Yasuda M., Ikeoka M., Kondo S., Skin-related enzyme inhibitory activity by hydrolyzable polyphenols in water chestnut (Trapa natans) husk, Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 85, 666-674 (2021)
  3. Kondo S., Sasai Y., Doi N., Yamauchi Y., Kuzuya M., Characterization of pH-Responsible Polymer Nano-Film Synthesized on Self-Assembled Phospholipid Layer Fabricated by Plasma-Assisted Method, J. Photopolym. Sci. Technol., 33, 333-336 (2020)
  4. Doi N., Yamauchi Y., Ikegami R., Kuzuya M., Sasai Y., Kondo S., Photo-responsive Polymer Micelles from o-Nitrobenzyl Ester-Based Amphiphilic Block Copolymers Synthesized by Mechanochemical Solid-State Copolymerization, Polym. J., 52, 1375-1385 (2020)
  5. Kondo S., Sasai Y., Doi N., Yamauchi Y., Kuzuya M., Application to Nano Drug Carrier Using Polymer NanoFilm Synthesized on Self-Assembled Phospholipid Layer Fabricated by Plasma-Assisted Method , J. Photopolym. Sci. Technol., 32, 541-544 (2019)