pH-熱応答性ポリマーについて

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    医療分野における高分子(polymers)の応用
    近年、合成ポリマーが治療薬として、薬物送達システム(drug delivery system:以下DDSと呼ぶ)での応用がますます興味をもたれている。ポリマーは、通常、長い循環時間と組織ターゲッティングによる潜在性を有する小分子薬と比べて、優秀な薬物動態を持つことで知られている。したがって、色々な形態で成ポリマーがDDSとして利用されている。例えば、合成ポリマー自身がDDSとして使用され、また小分子薬やタンパク質、核酸cのような生体高分子との組み合わせで使用されている。
    この分野における高分子の応用は、一般的に「polymeric drug(高分子医薬)」や「nanomedicines」という表現されている。ここでの高分子医薬は、さらに以下の5つの項目に細分化できる。それは、①高分子医薬、②高分子‐薬物複合体、③高分子-タンパク質複合体、④高分子ミセル、そして最後に⑤ポリプレックス(polyplexes:高分子と核酸の複合薬)である。これら高分子医薬の領域をさらに拡張した分野としてnanomedicinesという表現が存在し、これらは高分子医薬に伴う分析ツール、イメージング技術や革新的DDS、治療学や組織再生・修復システム等を包括して扱われている。
    もちろん、nanomedicinesの分野で扱われる材料(ポリマー)は、利用される範囲がすべてナノサイズとなっている。この分野で用いられる高分子は、それ自身が薬として用いられる場合と、ドラッグキャリヤー(drug carrier:薬物担体)として特定の細胞に薬物を運ぶ役割で用いられる場合の2種類の用途がある。どちらの用途においても、人体への安全性が求められる。特に、後者の場合で用いられるものは、薬物送達における全経路工程で安全性を示さなければならず、水溶性、非毒性、非免疫性の特徴を有するものでなければならない。
    上記で述べた中でも、受動的用途(薬物担体)として扱う場合、外部の刺激によって薬物分子やタンパク質、核酸等を放出するような、より積極的な役割で取り扱われる。この受動的用途で用いられるものが、刺激応答性ポリマーと呼ばれる高分子類であり、高分子医薬の中でも特に注目されており、盛んに研究されている領域である。次の章で、このポリマーの概要を述べることにする。
    刺激応答性ポリマー(stimuli-responsive polymers)について
    刺激応答性ポリマーは、上記で述べたように、高分子医薬において受動的用途で扱われる高分子である。これらのポリマーは、外部刺激(例えば、pHや温度の変化)によって自身の性質が変化する高分子のことであり、生体系と良く似た反応を起こす。具体的には、構造、溶解度、疎水・親水性バランス、または生物活性分子(薬物分子)放出等の変化を生じる。また、生体系に応用するにあたって、これらの反応は人体の生物学的状況の中で起こらなければならず、多岐にわたる様々なアプローチが開発されている。
    外部刺激の中で典型的なものは温度、pH、電場、光、磁場等があり、これらの刺激によって、高分子は溶解⇔沈殿、分解、薬物放出、水和状態の変化、膨張⇔崩壊、疎水性⇔親水性、形状変化、構造変化、そしてミセル形成等を引き起こす。一方で、外部刺激でもっとも重要であるものは、pH、温度、イオン強度、光、そして酸化還元電位である。今回は、この中のpHと温度について焦点をあてて述べることにする。また、これらの刺激で応答するポリマーについては、次節で述べることにする。
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    医療分野における高分子(polymers)の応用
    近年、合成ポリマーが治療薬として、薬物送達システム(drug delivery system:以下DDSと呼ぶ)での応用がますます興味をもたれている。ポリマーは、通常、長い循環時間と組織ターゲッティングによる潜在性を有する小分子薬と比べて、優秀な薬物動態を持つことで知られている。したがって、色々な形態で成ポリマーがDDSとして利用されている。例えば、合成ポリマー自身がDDSとして使用され、また小分子薬やタンパク質、核酸cのような生体高分子との組み合わせで使用されている。
    この分野における高分子の応用は、一般的に「polymeric drug(高分子医薬)」や「nanomedicines」という表現されている。ここでの高分子医薬は、さらに以下の5つの項目に細分化できる。それは、①高分子医薬、②高分子‐薬物複合体、③高分子-タンパク質複合体、④高分子ミセル、そして最後に⑤ポリプレックス(polyplexes:高分子と核酸の複合薬)である。これら高分子医薬の領域をさらに拡張した分野としてnanomedicinesという表現が存在し、これらは高..

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