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関人関人ORDISTORDIST関人関人ORDISTORDIST 先 端 科 学 技 術 推 進 機 構

社会連携部 産学官連携センター 、知財センター

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

240 260 280 300 320 340

Ab

sorb

anc

e

Wavelength (nm)

カバーガラス

PVCi-g-PDMSフィルム

マイクロコンタクトプリント

研究概要・成果

応用分野、実用化可能分野

光二量化反応を利用した新規光応答性ポリマーフィルムの調製とそのスマートバイオマテリアル応用

（戦略基盤）スマートバイオマテリアル開発ユニット○来田智行（院生）、河村暁文（化学生命工学部 化学・物質工学科 助教）

浦上忠(先端科学技術推進機構研究員）、宮田隆志（化学生命工学部 化学・物質工学科 教授）

問合せ先： 関西大学 化学生命工学部 宮田隆志 TEL：06-6368-0949 E-mail：tmiyata@kansai-u.ac.jp

100μm 100μm

Fig. 6. Fluorescence microscope images of a PVCi-g-PDMS film stamp (a) andsilicon wafer after FITC-albmin patterning (b).

Fig. 7. Adhesion of L929 cells onto patterned PVCi-g-PDMS film surfaceexposed to UV through a mesh (pitch = 83 μm, hole = 45 μm, and bar =38μm).

L929 cells cultured for 3days

50μm100μm

PVCi-g-PDMS

CH2 CH

O

C O

CH

CH2 C

CH3

C O

O

CH2 Si

CH3

CH3

O Si

CH3

C4H9

CH33

65

m n

CH CH

1. 緒 言細胞は周囲環境の化学的性質だけではなく，周囲の媒質の力学的性質（形状・弾性率）を認識して，自らの挙動（分化，成長，運動）を大きく変化させる。そこで，外部刺激によって

細胞培養基材の力学的性質を制御することにより，時間的および空間的な細胞培養制御が可能になると期待できる。一方，光二量化反応とは光励起された分子が二量体を形成する反応であり，光照射部分のみを選択的に反応させることが可能である。本研究では，光二量化基を有する桂皮酸ビニル（VCi）を動的架橋点として用い，ポリジメチルシロキサン（PDMS）に導入することで，光二量化反応に基づく架橋形成により構造が変化し，体積変化を生じる新規光応答性ポリマー（PVCi-g-PDMS）フィルムを調製した。さらに，光照射によって生じるPVCi-g-PDMSフィルムの構造変化を詳細に調べ，フィルム表面での細胞培養を含めたバイオマテリアル応用を行った結果を報告する。

2. 背景技術

3. PVCi-g-PDMSの合成

＋70oC, 8h, N2

AIBN

PVCi-g-PDMSVinyl cinnamate (VCi) PDMS macromonomer

CH2 CH

O

C O

CH

CH2 C

CH3

C O

O

CH2 Si

CH3

CH3

O Si

CH3

C4H9

CH33

65

m n

CH CH

CH

O

C O

CH CH

CH2 C

CH3

C O

O

Si

CH3

CH3

O Si

CH3

C4H9

CH33

65

CH2

CH2

Fig. 2. UV-Vis spectra of PVCi-g-PDMS after UVirradiation for various periods.

0min

5min

15min

30min

60min

120min

Fig. 1. 1H NMR spectrum of PVCi-g-PDMS.

ea

bc

d

d e

e

cb a

CH2 CH

O

C O

CH

CH2 C

CH3

C O

O

CH2 Si

CH3

CH3

O Si

CH3

C4H9

CH33

65

m n

CH CH

VCi含有率：71mol%

4. PVCi-g-PDMSフィルムの膜厚変化

5.組成比と膜厚変化の関係

PVCi-g-PDMS フィルム

UV照射

Fig. 3. AFM images in thickness of a PVCi-g-PDMS (solid height andcross-section) of a PVCi-g-PDMS film (spin cast: 2000rpm, 60s) exposed toUV irradiation for various irradiation time through a mesh (pitch = 12.5μm,hole = 7.5μm, and bar = 5μm).

Fig. 4. Thickness change of a PVCi-g-PDMSfilm exposed to UV.

シリコンウエハー

スタンプ

シリコンウエハーPVCi-g-PDMS フィルム

タンパク質

パターニング

シリコンウエハーFITC-Albumin 溶液

細胞培養基材

細胞培養基材バイオチップ

バイオマテリアル応用バイオマテリアル応用

架橋形成PVCi-g-PDMSフィルム

大きな自由体積

ポリジメチルシロキサン（PDMS）

光照射

O

O

O

O

O

O光二量化

UV照射

O

O

細胞足場材料など再生医療技術への応用細胞チップなど基板材料への応用

a) 0min Irradiation

b) 5min Irradiation

c) 120min Irradiation

50

[nm]

0

50

[nm]

0

50

[nm]

0

-40

-20

0

0 30 60 90 120 150

Thi

ckne

ss c

han

ge (

nm

)

UV irradiation time (min)

Original film thickness

343nm

Table 1. Results of the copolymerization of VCi with PDMS macromonomer.

0

PVCiPVCi40-g-PDMSPVCi71-g-PDMSPVCi77-g-PDMS

VCi (mol%)

Macromonomer (mol%)

100405060

02.31.51.0

DMS units (mol%)

0605040

feed

VCi (mol%)

100407177

polymer

DMS units(mol%)

0602923

Mask

UV 照射

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

0 30 60 90 120 150

No

rmal

ize

d th

ickn

ess

(nm

/nm

)

UV irradiation time (min)

PVCi

PVCi40-g-PDMS

PVCi71-g-PDMSPVCi77-g-PDMS

Fig. 5. Normalized thickness change of PVCi-g-PDMS films and PVCifilm exposed to UV for various irradiation time.

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