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Technology

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安定性・保護が、
生体材料の未来を拓く。

細胞.png

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バイオ産業を支える生体物質をより効率的に使いたくはありませんか？ 遺伝子工学や効率的に開発されるAI技術の発達等で、バイオ産業を支える生体物質は近年、飛躍的に発展してきました。他方、酵素、アプタマー、核酸、細胞などの生体分子は優れた機能を持っていますが、不安定であるために利用できる環境、用途、期間が制限されてしまいます。 Gel Coat Biomaterialsの技術顧問・CTO・共同創業者である東京大学大学院工学系研究科　高井まどか教授　は、長年にわたって生体適合性材料である双性イオンポリマーを研究してきました。 この親水性の双性イオンポリマーと水の保護層が生体適合性ハイドロゲル　Gel Coat™を形成します。

生体分子を保護する
アメーバハイドロゲル
Gel Coat™

  • ​双生イオン部位により自由水で保護

  • 疎水性部位に固定化などの機能性

  • 高い生体適合性

  • ナノサイズの「ナノゲル」を形成

  • サイズの精密制御

  • 特性のコントロール可能

  • スケールアップ容易

  • 動物由来の成分なし

Hydro-Gel-Polymer.png

超親水性ユニット

・親水性

・水を保持

・高い生体適合性

疎水性ユニット

・ハイドロゲルを形成

・固定化などの機能性

最適な方法で生体分子を保護
​以下酵素の例　

自由混合.png

自由混合による安定化

ナノハイドロゲル
複合体化保護

ナノハイドロゲルと酵素の複合体を担体に担持固定化

  • 酵素とナノゲル粒子を混ぜるだけ

  • 酵素の耐熱化・活性化が可能

  • 凝集抑制・保存安定性向上

  • 酵素や核酸等とゲルを反応させて複合体化

  • より高い安定性・耐熱性

  • 分解耐性・ステルス性などの機能化

  • 酵素・ゲル複合体を担体に担持

  • 活性を維持しつつ繰り返し性を向上

  • ろ過・沈降などによる回収を可能に

​より理解いただくためのデータ

生体適合性アイコン.png

高い生体適合性
高い安全性

安定化
​活性化

効率アップアイコン.png

効率化
​収率・収量向上

多様な応用例に裏打ちされた
高い生体適合性
細胞播種72時間後、5 mg/mLの濃度でも
生細胞活性に変化なし

細胞活性評価
（未添加＝100%基準）

生細胞活性.png

Gel Coat TM

添加量

JIS T 0993-1、ISO 10993「医療機器の生物学的評価」に準拠

Gel Coat™ハイドロゲルを混ぜることで
酵素を安定化・活性化
酵素溶液に添加するだけなので、
活性維持と、反応促進
使用濃度（数-数十 mg/mL程度）の添加では
水溶液粘度、そのまま

40c加熱後活性変化

Retention rate by 40c Thermal

ニーズに合わせた使用方法で安定化・機能化
高活性、再利用、高効率
既存技術の問題を解決する
Gel Coat™の担持技術
バッチ方法やフローリアクター等の
画期的な生産性の可能性
 
担持繰り返しテスト.png

反応回数

酵素活性

Our Technology 

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Enzymes, cells, organs, and other biomaterials have excellent functions, but their instability limits the environments, applications, and timeframes in which they can be used.

Professor Madoka Takai, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, has long studied zwitterionic polymers, which are biocompatible materials. The protective layer of water formed on the substrate surface by coating the substrate with this hydrophilic zwitterionic polymer inhibits adsorption of cell and protein to the surface of the substrate, thus stabilizing the bio-implantable device or artificial organ for a long time.

​Representative Paper and Patents

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  1. 1. Enzyme stability in polymer hydrogel–enzyme hybrid nanocarrier containing phosphorylcholine group, Xuejin Huang, Jincai Li, Yasuyuki Araki, Takehiko Wada, Yan Xu, and Madoka Takai, RSC Advances, 14, 18807-18814, (2024)

  2. A Modifiable, Spontaneously Formed Polymer Gel with Zwitterionic and N-Hydroxysuccinimide Moieties for an Enzymatic Biofuel Cell, Yixuan Huang, Tsukuru Masuda, and Madoka Takai, ACS Appl. Polym. Mater., 3, 2, 631-639, (2021)

  3. Patent JP7359998B2, Polymer hydrogel containing zwitterionic groups

  4. Patent JP6407513B2, Polymers for Surface Modification of Medical Materials

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