形状記憶ポリビニルアルコール/アルギン酸ナトリウム/タンニン酸/ホウ砂複合ハイドロゲルの特性と抗菌活性に対するタンニン酸含有量の影響
Effect of tannic acid content on the properties and antibacterial activity of Shapeable polyvinyl alcohol/sodium alginate/tannic acid/borax (PBST) composite hydrogels
本研究では、ポリビニルアルコール/アルギン酸ナトリウム/タンニン酸/ホウ砂(PBST)複合ハイドロゲルにおけるタンニン酸(TA)濃度(2、4、8 mg/mL)の影響を、ワンポット法で調製したハイドロゲルを用いて系統的に調査した。TA濃度の上昇に伴い、圧縮弾性率は1.80 kPaから25.46 kPaに増加し、レオロジー特性が向上し、96時間後の膨潤率は67.44%から29.67%に、21日後の分解率は56.07%から22.62%に低下したが、最も高いTA濃度では形状記憶性は低下した。ハイドロゲルは良好なin vitroおよびin vivo生体適合性を示した。TA濃度の上昇とともに抗菌効果も向上し、黄色ブドウ球菌/大腸菌に対する抗菌率は、PBST0.2(TA 2 mg/mL)で31.10%/30.01%、PBST0.4(TA 4 mg/mL)で69.23%/56.75%、PBST0.8(TA 8 mg/mL)で79.07%/59.80%となり、最も高いTA濃度が最も強い全体的な抗菌効果を示した。TAはPBSTハイドロゲルの性能を効果的に調整し、機械的特性と抗菌特性を向上させ、生体適合性の明らかな低下なしに膨潤と分解を抑制することが示唆された。ただし、ネットワーク関連のメカニズムについては、今後の構造解析による検証が必要である。
- PVA/アルギン酸ナトリウム/タンニン酸/ホウ砂(PBST)複合ハイドロゲルをワンポット法で調製し、タンニン酸濃度2・4・8 mg/mLの影響を系統的に評価した研究。
- タンニン酸濃度の上昇に伴い圧縮弾性率は1.80 kPaから25.46 kPaへ増大し、96時間後の膨潤率は67.44%から29.67%、21日後の分解率は56.07%から22.62%へ低下したが、最高濃度では形状記憶性が低下した。
- 抗菌率は黄色ブドウ球菌/大腸菌に対してTA 2 mg/mLで31.10%/30.01%、4 mg/mLで69.23%/56.75%、8 mg/mLで79.07%/59.80%と濃度依存的に向上し、in vitro・in vivoの生体適合性も良好だった。
形状記憶ハイドロゲルは創傷被覆材・抗菌医療材料の候補であり、タンニン酸という安価な天然ポリフェノールの添加量だけで圧縮弾性率(1.80→25.46 kPa)、膨潤率、分解速度、黄色ブドウ球菌/大腸菌への抗菌率を制御できる点は配合設計の自由度が高い。ただし本件は実験室レベルの学術研究で、企業の製品化・調達・規制承認には触れておらず、投資判断に直結する事象は乏しい。