(57)【要約】  少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品とを糊付けするためのナノ粒子の組成物の使用。機械抵抗が良好なゲル集合体を、容易に得ることができる。少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品とを糊付けするための方法は、ナノ粒子の組成物をヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、ナノ粒子を有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の一生体組織と第２の一生体組織とを接着させるための粘着剤又は接着剤としての医学的又は外科的使用のためのナノ粒子の組成物であって、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、ナノ粒子の組成物。
【請求項２】
一生体組織と少なくとも１種の他の物品とを接着させるための粘着剤又は接着剤としての医学的又は外科的使用のためのナノ粒子の組成物であって、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、ナノ粒子の組成物。
【請求項３】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との粘着剤又は接着剤としてのナノ粒子の組成物の使用であって、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、使用。
【請求項４】
少なくとも１種のヒドロゲルと皮膚又は爪との間の粘着剤又は接着剤としてのナノ粒子の組成物の美容上の使用であって、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、使用。
【請求項５】
ヒドロゲルの材料が、ポリ（アクリルアミド誘導体）、ＰＤＭＡ、ポリ−ＮＩＰＡＭ、タンパク質ベースの合成又は抽出ゲル、多糖類ベースの合成又は抽出ゲル、ポリ（エチレングリコールヒドロゲル）（ＰＥＧ）、ポリ（ビニルアルコール）ヒドロゲル、ＰＥＧのブロックコポリマー、及び疎水性ポリエステルから選択される、請求項２から４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項６】
ヒドロゲルが生体組織である、請求項２から５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項７】
他の物品の材料が、ヒドロゲル、ガラス、ポリマー、生体組織から選択される、請求項２から６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項８】
ナノ粒子が固体ナノ粒子である、請求項２から７のいずれか一項に記載の使用。
【請求項９】
ナノ粒子が、粘土、ケイ酸塩、アルミナ、シリカ、カオリン、炭素質ナノ粒子、グラフト化カーボンナノチューブ、グラフト化セルロースナノ結晶、ヒドロキシアパタイト、磁気ナノ粒子、金属酸化物、貴金属、量子ドット、ポリマー安定化無機ナノ粒子、ＰＥＧ化シリカナノ粒子から選択される、請求項２から８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との集合体であって、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の界面が、ナノ粒子の層から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、集合体。
【請求項１１】
ナノ粒子が固体のナノ粒子である、請求項１０に記載の集合体。
【請求項１２】
界面のナノ粒子の濃度が０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２である、請求項１０又は請求項１１に記載の集合体。
【請求項１３】
ヒドロゲルの他の物品への接着が、ヒドロゲルの抵抗力より強力であり、他の物品の抵抗力より強力である、請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の集合体。
【請求項１４】
マイクロ流体装置、バイオチップ、ゲル浸透装置、作動ゲル集合体、食用ゲル集合体、化粧品用又は製薬用パッチ又はドレッシング、バイオセンサー、医療用電極、コンタクトレンズ、インプラント、プロテーゼ、外科用ストリップから選択される、請求項１０から請求項１３のいずれか一項に記載の集合体。
【請求項１５】
ヒドロゲルを物品に糊付けするキットであって、少なくとも１種のヒドロゲル及び少なくとも１種のナノ粒子組成物を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択され、ナノ粒子がヒドロゲルの表面に吸着することができる、キット。
【請求項１６】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着する若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項１７】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項１８】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子の組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を、ナノ粒子を保有する物品の面に適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項１９】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ１−ヒドロゲルの表面に吸着できるナノ粒子を選択するステップと、
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２０】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
を含み、室温以下の温度で接着を実現し、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２１】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ１−ヒドロゲルの表面に吸着できるナノ粒子を選択するステップと、
ａ−ナノ粒子の組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２２】
少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
を含み、室温以下の温度で接着を実現し、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織であり、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２３】
ヒドロゲルと皮膚又は爪との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を皮膚又は爪に適用するステップと
を含み、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２４】
ヒドロゲルと皮膚又は爪との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子の組成物を皮膚又は爪に適用するステップと、
ｂ−ヒドロゲルを、ナノ粒子を保有する皮膚又は爪の一部に適用するステップと
を含み、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の粉末及び水性懸濁液、又は水性ディスパージョン若しくは水溶液から選択される、方法。
【請求項２５】
ナノ粒子が固体ナノ粒子である、請求項１６から請求項２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
ａ−ナノ粒子の組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと、
ｃ−過剰のナノ粒子組成物を除去するステップと
を含み、ステップｂ及びステップｃが任意の順番であり得る、請求項１６から請求項２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
ステップｂが水中で実現される、請求項１６から請求項２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
ナノ粒子が、粘土、ケイ酸塩、アルミナ、シリカ、カオリン、炭素質ナノ粒子、グラフト化カーボンナノチューブ、グラフト化セルロースナノ結晶、ヒドロキシアパタイト、磁気ナノ粒子、金属酸化物、貴金属、量子ドット、ポリマー安定化無機ナノ粒子、ＰＥＧ化シリカナノ粒子から選択される、請求項１６から請求項２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
ヒドロゲルの材料が、ポリ（アクリルアミド誘導体）、ＰＤＭＡ、ポリ−ＮＩＰＡＭ、タンパク質ベースの合成又は抽出ゲル、多糖類ベースの合成又は抽出ゲル、ポリ（エチレングリコールヒドロゲル）（ＰＥＧ）、ポリ（ビニルアルコール）ヒドロゲル、ＰＥＧのブロックコポリマー、及び疎水性ポリエステルから選択される、請求項１６から請求項２８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ゲルであっても生体組織であってもよいヒドロゲルと、ヒドロゲルと同一であっても異なっていてもよい材料の第２の物品との間の粘着剤としての、ナノ粒子、特にナノ粒子の水性懸濁液の使用に関する。また、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の第２の物品との集合体であって、ナノ粒子の界面を含む集合体にも関する。本発明は、更に、ナノ粒子をベースとした、特にナノ粒子懸濁液をベースとした糊付けキットに関する。ゲルと別の物品とを糊付けするための、ナノ粒子の組成物、特にナノ粒子のディスパージョン又は懸濁液の使用は、マイクロ流体、実験器具、作動、外科、組織工学、薬物送達、農薬産業等、多数の技術分野において用途が見出される。
【背景技術】
【０００２】
合成ゲルは多数の用途に対応するが、ヒドロゲルを使用する場合、ゲルと、同一又は異なる材料の別の物品との間で結合を作製する上で問題が１つある。先ず、ゲルと別の物品との接着効率そのものが困難であり、次いで結合の作製が、集合体を使用する環境条件（例えば、水中に浸す等）に抵抗があるため、別の困難な点である。ヒドロゲルは、多くの場合、壊れやすい材料である。より耐性のゲル又は材料によって、より耐性の集合体を作製することが、想定される解決法であり得る。残念ながら、そのような集合体は、多くの場合、ゲルと集合体の他の部分との間の結合が弱いことを特徴とする。接着剤の使用は、こうした問題を改善し得る。理論的には、接着剤は、ゲルの浸透圧的及び機械的応答性を妥協することなく、適当な結合をもたらすべきである。
【０００３】
接着剤は、一般に、ポリマーで作られている（Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１）。ポリマーは、他の材料と比べて、表面凸凹を埋めて良好な接触を確実にし、応力下でエネルギーを消散することによって接着剤継手の亀裂を抑制することができる（Ｌａｋｅ，Ｇ．Ｊ．＆  Ｔｈｏｍａｓ，Ａ．Ｇ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ａ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ３００、１０８〜１１９頁（１９６７）；Ｄｅ  Ｇｅｎｎｅｓ，Ｐ．Ｇ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ  １２、４４９７〜４５００頁（１９９６））。逆説的に、ポリマーを使用してポリマーゲルに集合させることは困難であり、接着接合部の形成には、化学反応、加熱、ｐＨの変化、ＵＶ照射の使用又は電界の印加を要する（Ｓａｈｌｉｎ，Ｊ．Ｊ．＆  Ｐｅｐｐａｓ，Ｎ．Ａ．、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ８、４２１〜４３６頁（１９９７）；Ｔａｍａｇａｗａ，Ｈ．＆  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｙ．、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  １０７、１６４〜１７０頁（２００８）；Ｓａｉｔｏ，Ｊ．等、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２、５７５頁（２０１１）；Ｔｅｃｈａｗａｎｉｔｃｈａｉ，Ｐ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ８、２８４４頁（２０１２））。
【０００４】
ほとんどの場合、接触させて、ぴったり合わせて押し付けても、２片の弾性ゲルはくっつかず、ゲル−ゲル摩擦は非常に低い（Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｐ．、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ２、５４４頁（２００６））。超分子又は可逆的共有結合をポリマーに取り入れると、自己接着性（self-adhesive）のゲルの生成が可能になる（Ｐｅｚｒｏｎ，Ｅ．、Ｒｉｃａｒｄ，Ａ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｂ  Ｐｏｌｙｍ．Ｐｈｙｓ．２８、２４４５〜２４６１頁（１９９０）；Ｂｏｓｍａｎ，Ａ．Ｗ．、Ｓｉｊｂｅｓｍａ，Ｒ．Ｐ．＆  Ｍｅｉｊｅｒ，Ｅ．Ｗ．、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｏｄａｙ、３４〜３９頁（２００４）；Ｒｅｕｔｅｎａｕｅｒ，Ｐ．、Ｂｕｈｌｅｒ，Ｅ．、Ｂｏｕｌ，Ｐ．Ｊ．、Ｃａｎｄａｕ，Ｓ．Ｊ．＆Ｌｅｈｎ，Ｊ．−Ｍ．、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １５、１８９３〜１９００頁（２００９）；Ｎｉｃｏｌａｙ，Ｒ．、Ｋａｍａｄａ，Ｊ．、Ｖａｎ  Ｗａｓｓｅｎ，Ａ．＆  Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ，Ｋ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ４３、４３５５〜４３６１頁（２０１０）；Ｉｍａｔｏ，Ｋ．等、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．５１、１１３８〜１１４２頁（２０１１））。しかし、自己接着性ゲルの操作は、場合により実用的ではない。解決策として、自己接着性ではないが、断片に切り離された際に自己回復が可能な表面を持つ超分子ネットワークを使用してもよい（Ｃｏｒｄｉｅｒ，Ｐ．、Ｔｏｕｒｎｉｌｈａｃ，Ｆ．、Ｓｏｕｌｉｅ−Ｚｉａｋｏｖｉｃ，Ｃ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｎａｔｕｒｅ  ４５１、９７７〜９８０頁（２００８）；Ｍａｅｓ，Ｆ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ８、１６８１〜１６８７頁（２０１２））。ナノ粒子が埋め込まれた、ヒドロゲルを含むナノコンポジットは、別々の著者によって開示されている。皮膚接触による適用例にヒドロゲルナノコンポジットをベースとした感圧接着剤が示唆された（Ｂａｉｔ  Ｎ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ７、２０２５〜２０３２頁（２０１１）；Ａｇｕｚｚｉ等、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｌａｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、３６巻、ｎ°１〜３、２２〜３６頁（２００７））。特に、ポリマー溶液又はネットワーク中に粘土粒子を分散させると、接着性（更に高弾性及び靱性）と自己回復能力を併せ持つゲルが得られる（Ｗａｎｇ，Ｑ．等、Ｎａｔｕｒｅ  ４６３、３３９〜３４３頁（２０１０）；Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｋ．、Ｕｙａｍａ，Ｋ．＆  Ｔａｎｉｍｏｔｏ，Ｈ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．３２、１２５３〜１２５８頁（２０１１））。この設計において、粘土粒子は、可逆的架橋の役割を果たす（Ｃａｒｌｓｓｏｎ，Ｌ．、Ｒｏｓｅ，Ｓ．、Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｍａｒｃｅｌｌａｎ，Ａ．、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ６、３６１９〜３６３１頁（２０１０）；Ｇｅｈａｒｗａｒ，Ａ．Ｋ．、Ｒｉｖｅｒａ，Ｃ．Ｐ．、Ｗｕ，Ｃ．−Ｊ．＆  Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｇ．、Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  ７、４１３９〜４１４８頁（２０１１））。それでも、いずれの特定のゲルもすべての要求に応えることは不可能であり、任意の生物学的ゲル若しくは合成ゲル又は生体組織の間を合わせて糊付けする又は接着を増加させるための実用的且つ普遍的手段を見出すことが依���として望まれている。
【０００５】
更に、ゲル接着に関するこれらの従来の解決法は、不都合な点を残している。特に、ゲル材料中のナノ粒子のディスパージョンは、ゲルの固有特性を変更し、特にその剛性を高めることが留意されている。生体組織の場合、この解決法は、まったく実用的ではない。
【０００６】
従来技術と異なり、接着剤は、ナノ粒子溶液又はナノ粒子粉末で構成され、ナノ粒子、好ましくは固体を適用し、ヒドロゲル製剤中に含まれる代わりに、２つの被着剤、すなわちヒドロゲルと他の物品との間の界面に配置される。
【０００７】
本発明は、ヒドロゲルを別の物品に糊付けする、又はヒドロゲルの別の物品への接着を作製するか若しくはヒドロゲルの別の物品への接着を増加させることを可能にする。本発明は、ヒドロゲルが自己接着性でない場合、例えば、ヒドロゲルがヒドロゲルナノ複合体でない場合、ヒドロゲルがそれ自体との接着を作製する適用例を見出す。本発明は、ヒドロゲルにごく僅かな自己接着性しかない場合、ヒドロゲルの別の物品への又はそれ自体への接着を増加させることを可能にする。本発明は、特に、ナノ粒子組成物がヒドロゲル組成物や他の物品と区別される点で、接着剤としてのナノコンポジットヒドロゲルの使用と異なる。
【０００８】
ナノ粒子は、医療分野において多くの用途に使用されてきており、したがって、一般にヒトへの適用が安全とみなされている。
【０００９】
ＷＯ２００４／０４５４９４は、フィブリンベースの生物学的な糊を調製するためのトロンビン共役型（thrombin-conjugated）ナノ粒子を開示している。製剤は、フィブリン凝塊の急速な形成を可能にする。フィブリン糊そのものは、粘着剤として作用する。ＷＯ２００４／０４５４９４は、接着又は糊付け法においてトロンビンに共役しないナノ粒子の使用は開示していない。
【００１０】
ＷＯ２００６／０１２５４１は、水和したときに、超分子架橋ネットワークの形態で凝集し、凝塊の形成を促進する、反応性サブミクロンシリカ粒子の結合剤をベースとする創傷密封材を開示している。凝塊は、組織上にドレッシングを形成する。ドレッシングは、接着剤又は糊ではない。これは、創傷を閉じ、保護する層である。文献ＷＯ２００４／０４５４９４及びＷＯ２００６／０１２５４１は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着剤としてのナノ粒子の使用は開示していない。これらの文献は、生物学的又は合成的性状のゲルに適用したときのナノ粒子の接着促進特性は開示していない。これらの文献は、物品及びヒドロゲルが生体組織でない場合での、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の糊付け又は接着の作製のためのナノ粒子の使用は開示していない。これらの文献は、凝塊の形成が存在しない中での、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の糊付け又は接着の作製のためのナノ粒子の使用は開示していない。ＷＯ０３／０２６４８１は、磁気ナノ粒子を使用する、組織修復の方法を開示している。修復しようとする部位にナノ粒子が輸送され、それが発熱する条件下で励振源に渡される。この方法は、非組織材料、例えばポリマーの接合も可能にする。しかし、ナノ粒子は、加熱が組織の溶接を促進する方法において、加熱剤の機能を有する。この文献は、ヒドロゲルと別の物品との間の粘着剤としてのナノ粒子の使用は開示していない。この文献は、レーザー照射への曝露をせずに、ヒドロゲルと別の物品とを糊付けするためのナノ粒子の使用は開示していない。この文献は、ナノ粒子を加熱せずに、ヒドロゲルと別の物品とを糊付けするためのナノ粒子の使用は開示していない。特に、本発明によれば、ナノ粒子は、室温又は体温で接着をもたらす。
【００１１】
本発明は、特にナノ粒子が加熱なしで接着をもたらす点で、この従来技術と異なる。この理由のために、これらはずっと使いやすい。これらは、いずれも生体組織ではないヒドロゲルと別の物品との間を接着させることもできる。
【００１２】
マイクロ流体工学において、ヒドロゲルをバルブとして使用する。これは、適度な刺激を受けると、可逆的に膨潤し、これによりマイクロチャネルを遮断したり、開けたりするために使用することができる。しかし、膨潤及び非膨潤は、糊付けされるゲルとキャリアとの間の界面に歪みを作る。使用を繰り返すと、バルブ効率の品質を劣化させる。
【００１３】
作動において、性質の異なる２つのゲルを接着させることは普通のことであり、片方のゲルを刺激することによって、集合体の変形が誘発される。ここでも、変形を受けると界面に破損が生じる。
【００１４】
生体軟組織は、比較にならないほど複雑であるが、機械的且つ浸透圧的に多くの側面でゲルに似ている。医療及び外科の分野において、２つの生体組織を互いに接着させる、又は合成ゲル材料（パッチ、ドレッシング、インプラント、プロテーゼ、羊水穿刺）を生体組織に接着させることが、多くの用途にとって望ましい。細胞定着によって自然に細胞修復されるまでに又は縫合が可能になるまでに、接着は十分でなければならない。また、接着は、傷あとを形成せずに施さなければならない。現在までに知られている外科用接着剤は多数あり、その起源も様々であるが、不都合な点が残っている（Ｄｕａｒｔｅ  Ａ．Ｐ．等、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、３７、１０３１〜１０５０頁（２０１２））。ポリマー組織接着剤は、ｉｎ  ｖｉｖｏの重合又は架橋反応に要する制御が複雑で、現在、湿潤状態にある体内で毒性、微弱、又は非効率であることに悩まされている。ポリマー接着剤は、界面に膜を形成し、材料の透過性及び集合体の機械的性質を大きく変更してしまうことが多い。
【００１５】
食品化学の分野において、物質の組成物の組立の問題も重要である。集合体は、必ず食べ物であり、異なる材料の糊付けは効果的でなければならないが、慎重に行う必要がある。現在、食用ゲル間の糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加を行う一般の適用例に満足な解決法は存在しない。食品化学の分野において、ナノ粒子は多くの用途に使用されているため、一般にヒトへの適用に安全であるとみなされている。
【００１６】
合成ゲルを糊付けするにあたって、ポリマーを含む糊付け組成物を使用することが知られている。また、外科用糊として合成又は天然ポリマー材料を使用することも知られている。いくつかの接着剤組成物は、既知の接着剤ポリマーを含み、前記組成物は、接着剤の粘性を増加させずに集合体の破壊抵抗を増加させるための有効成分又は充填剤としてナノ粒子を含んでもよい（Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｂ．Ｂ．、Ａ．Ｊ．Ｋｉｎｌｏｃｈ等（２００７）、「Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｏｆ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｅｐｏｘｙ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ」、Ｐｏｌｙｍｅｒ  ４８（２）：５３０〜５４１頁；Ｋｉｎｌｏｃｈ，Ａ．Ｊ．（１９８７）、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ；Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１）。しかし、これらの従来技術による組成物中には、ナノ粒子は接着剤と比べて微量成分として存在し、ナノ粒子ディスパージョン又は粉末自体が、２つの材料間（これらのうち、少なくとも片方はヒドロゲルである）で接着剤として作用できることについて言及も示唆もされたことはなかった。
【００１７】
例えば、ＵＳ２０１２／０２２０９１１は、外科用糊における使用向けに、ガラス形成剤及び少なくとも１つの微量元素（Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｆ等）をベースとしたガラス微小粒子を開示している。しかし、このような微小粒子は、接着剤によって製剤化され、その機能は、創傷治癒を促進するものである。Ｇｅｎｔ等（Ｇｅｎｔ，Ａ．Ｎ．、Ｈａｍｅｄ，Ｇ．Ｒ．、＆  Ｈｕｎｇ，Ｗ．Ｊ．、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ｌａｙｅｒｓ  ｔｏ  ａｎ  ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｄ  ｌａｙｅｒ  ｏｆ  ｆｉｌｌｅｒ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．  Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ、７９（１０）、９０５〜９１３頁（２００３））は、自己接着性エラストマーをカーボンブラック粒子で粉砕すると、自己接着エネルギーを２倍に増加できることを示した。しかし、ナノ粒子粉末が、２つの材料間（これらのうち、少なくとも片方はヒドロゲルである）で接着剤として作用できることについて言及も示唆もされたことはなかった。水の存在下での接着は、実現が難しいことで有名である（Ｌｅｅ，Ｂ．Ｐ．、Ｍｅｓｓｅｒｓｍｉｔｈ，Ｐ．Ｂ．、Ｉｓｒａｅｌａｃｈｖｉｌｉ，Ｊ．Ｎ．、＆  Ｗａｉｔｅ，Ｊ．Ｈ．、Ｍｕｓｓｅｌ−Ｉｎｓｐｉｒｅｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ．  Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、４１、９９〜１３２頁（２０１１））。
【００１８】
使いやすく、安価で、耐性が十分（少なくともゲルそのものの耐性限度を超える）で外観が美しい接着をもたらすことが可能と思われる、合成的性状のゲル及び生体起源のゲルに適用可能と考えられるゲル用の糊付け溶液が依然として必要とされている。また、理論的には、とりわけ２種のヒドロゲルによる集合体を作製するときに、接着剤接合部は、ヒドロゲルの機械的及び浸透圧的応答性を損なわないようにすべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０４５４９４
【特許文献２】ＷＯ２００６／０１２５４１
【特許文献３】ＷＯ０３／０２６４８１
【特許文献４】ＵＳ２０１２／０２２０９１１
【特許文献５】ＷＯ２０１２／０２８６２０
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１
【非特許文献２】Ｌａｋｅ，Ｇ．Ｊ．＆  Ｔｈｏｍａｓ，Ａ．Ｇ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ａ：Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ３００、１０８〜１１９頁（１９６７）
【非特許文献３】Ｄｅ  Ｇｅｎｎｅｓ，Ｐ．Ｇ．、Ｌａｎｇｍｕｉｒ  １２、４４９７〜４５００頁（１９９６）
【非特許文献４】Ｓａｈｌｉｎ，Ｊ．Ｊ．＆  Ｐｅｐｐａｓ，Ｎ．Ａ．、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  ８、４２１〜４３６頁（１９９７）
【非特許文献５】Ｔａｍａｇａｗａ，Ｈ．＆  Ｔａｋａｈａｓｈｉ，Ｙ．、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  １０７、１６４〜１７０頁（２００８）
【非特許文献６】Ｓａｉｔｏ，Ｊ．等、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ２、５７５頁（２０１１）
【非特許文献７】Ｔｅｃｈａｗａｎｉｔｃｈａｉ，Ｐ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ８、２８４４頁（２０１２）
【非特許文献８】Ｇｏｎｇ，Ｊ．Ｐ．、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ２、５４４頁（２００６）
【非特許文献９】Ｐｅｚｒｏｎ，Ｅ．、Ｒｉｃａｒｄ，Ａ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｂ  Ｐｏｌｙｍ．Ｐｈｙｓ．２８、２４４５〜２４６１頁（１９９０）
【非特許文献１０】Ｂｏｓｍａｎ，Ａ．Ｗ．、Ｓｉｊｂｅｓｍａ，Ｒ．Ｐ．＆  Ｍｅｉｊｅｒ，Ｅ．Ｗ．、Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｏｄａｙ、３４〜３９頁（２００４）
【非特許文献１１】Ｒｅｕｔｅｎａｕｅｒ，Ｐ．、Ｂｕｈｌｅｒ，Ｅ．、Ｂｏｕｌ，Ｐ．Ｊ．、Ｃａｎｄａｕ，Ｓ．Ｊ．＆Ｌｅｈｎ，Ｊ．−Ｍ．、Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  １５、１８９３〜１９００頁（２００９）
【非特許文献１２】Ｎｉｃｏｌａｙ，Ｒ．、Ｋａｍａｄａ，Ｊ．、Ｖａｎ  Ｗａｓｓｅｎ，Ａ．＆  Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ，Ｋ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  ４３、４３５５〜４３６１頁（２０１０）
【非特許文献１３】Ｉｍａｔｏ，Ｋ．等、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．５１、１１３８〜１１４２頁（２０１１）
【非特許文献１４】Ｃｏｒｄｉｅｒ，Ｐ．、Ｔｏｕｒｎｉｌｈａｃ，Ｆ．、Ｓｏｕｌｉｅ−Ｚｉａｋｏｖｉｃ，Ｃ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｎａｔｕｒｅ  ４５１、９７７〜９８０頁（２００８）
【非特許文献１５】Ｍａｅｓ，Ｆ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ８、１６８１〜１６８７頁（２０１２）
【非特許文献１６】Ｂａｉｔ  Ｎ．等、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ７、２０２５〜２０３２頁（２０１１）
【非特許文献１７】Ａｇｕｚｚｉ等、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｌａｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、３６巻、ｎ°１〜３、２２〜３６頁（２００７）
【非特許文献１８】Ｗａｎｇ，Ｑ．等、Ｎａｔｕｒｅ  ４６３、３３９〜３４３頁（２０１０）
【非特許文献１９】Ｈａｒａｇｕｃｈｉ，Ｋ．、Ｕｙａｍａ，Ｋ．＆  Ｔａｎｉｍｏｔｏ，Ｈ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．３２、１２５３〜１２５８頁（２０１１）
【非特許文献２０】Ｃａｒｌｓｓｏｎ，Ｌ．、Ｒｏｓｅ，Ｓ．、Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｍａｒｃｅｌｌａｎ，Ａ．、Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ６、３６１９〜３６３１頁（２０１０）
【非特許文献２１】Ｇｅｈａｒｗａｒ，Ａ．Ｋ．、Ｒｉｖｅｒａ，Ｃ．Ｐ．、Ｗｕ，Ｃ．−Ｊ．＆  Ｓｃｈｍｉｄｔ，Ｇ．、Ａｃｔａ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｉａ  ７、４１３９〜４１４８頁（２０１１）
【非特許文献２２】Ｄｕａｒｔｅ  Ａ．Ｐ．等、Ｐｒｏｇｒｅｓｓ  ｉｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、３７、１０３１〜１０５０頁（２０１２）
【非特許文献２３】Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｂ．Ｂ．、Ａ．Ｊ．Ｋｉｎｌｏｃｈ等（２００７）、「Ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ  ｏｆ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ−ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｅｐｏｘｙ  ｐｏｌｙｍｅｒｓ」、Ｐｏｌｙｍｅｒ  ４８（２）：５３０〜５４１頁
【非特許文献２４】Ｋｉｎｌｏｃｈ，Ａ．Ｊ．（１９８７）、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ；Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１
【非特許文献２５】Ｇｅｎｔ，Ａ．Ｎ．、Ｈａｍｅｄ，Ｇ．Ｒ．、＆  Ｈｕｎｇ，Ｗ．Ｊ．、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  ｌａｙｅｒｓ  ｔｏ  ａｎ  ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｄ  ｌａｙｅｒ  ｏｆ  ｆｉｌｌｅｒ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．  Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ、７９（１０）、９０５〜９１３頁（２００３）
【非特許文献２６】Ｌｅｅ，Ｂ．Ｐ．、Ｍｅｓｓｅｒｓｍｉｔｈ，Ｐ．Ｂ．、Ｉｓｒａｅｌａｃｈｖｉｌｉ，Ｊ．Ｎ．、＆  Ｗａｉｔｅ，Ｊ．Ｈ．、Ｍｕｓｓｅｌ−Ｉｎｓｐｉｒｅｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ．  Ａｎｎｕａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、４１、９９〜１３２頁（２０１１）
【非特許文献２７】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１年
【非特許文献２８】Ｋｉｎｌｏｃｈ，Ａ，Ｊ．、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｌｏｎｄｏｎ、Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ、１９８７年
【非特許文献２９】Ｏｒｔｓ−Ｇｉｌ，Ｇ．、Ｋ．Ｎａｔｔｅ等（２０１１）、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  １３（４）：１５９３〜１６０４頁
【非特許文献３０】Ａｌｅｘａｎｄｒｉｄｉｓ，Ｐ．及びＢ．Ｌｉｎｄｍａｎ（２０００）、Ａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ
【非特許文献３１】Ｈｕｎｔｅｒ，Ｒ．Ｊ．及びＬ．Ｒ．Ｗｈｉｔｅ（１９８７）、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ  Ｐｒｅｓｓ
【非特許文献３２】Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．及びＬ．Ｐｅｔｉｔ（２０１０）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ  Ｃ．Ｓ．Ｐａｔｒｉｃｋｉｏｓ．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｗｉｌｅｙ−Ｖ  Ｃ  Ｈ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｇｍｂｈ．２９１〜２９２：１４４〜１５８
【非特許文献３３】Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０、ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４
【非特許文献３４】Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６、６２（１９６８）
【非特許文献３５】Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０、ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４
【非特許文献３６】Ｗ．Ｓｔｏｂｅｒ  Ｗ．、Ａ．Ｆｉｎｋ、Ｅ．Ｂｏｈｎ、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６、６２〜６９（１９６８）
【非特許文献３７】Ｔｏｏｎ  Ｔ．−Ｊ．、Ｋｉｍ  Ｊ．Ｓ．、Ｋｉｍ  Ｂ．Ｇ．、Ｙｕ  Ｋ．Ｎ．、Ｃｈｏ  Ｍ．−Ｈ．、Ｌｅｅ  Ｊ．−Ｋ．、Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｐｏｓｓｅｓｓｉｎｇ  ａ  「ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｔｏｒ  ｅｆｆｅｃｔ」  ｆｏｒ  ｄｒｕｇ  ｏｒ  ｇｅｎｅ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．、２００５、４４、１０６８〜１０７１頁
【非特許文献３８】Ｐｒｅｖｏｔｅａｕ，Ａ．、Ｓｏｕｌｉｅ−Ｚｉａｋｏｖｉｃ，Ｃ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３４、１９９６１〜１９９６４頁（２０１２）
【非特許文献３９】Ｂｏｎｄｅｓｏｎ，Ｄ．、Ｍａｔｈｅｗ，Ａ．＆  Ｏｋｓｍａｎ，Ｋ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ  ｆｒｏｍ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｂｙ  ａｃｉｄ  ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ．、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  １３、１７１〜１８０頁（２００６）
【非特許文献４０】Ｃａｒｌｓｓｏｎ，Ｌ．、Ｒｏｓｅ，Ｓ．、Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｍａｒｃｅｌｌａｎ，Ａ．、Ｎａｎｏ−ｈｙｂｒｉｄ  ｓｅｌｆ−ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ  ＰＤＭＡ／ｓｉｌｉｃａ  ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ．  Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ６、３６１９〜３６３１頁（２０１０）
【非特許文献４１】Ｊ．Ｂａｓｔｉｄｅ、Ｃ．Ｐｉｃｏｔ、Ｓ．Ｃａｎｄａｕ、Ｔｈｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｐｅｎｄｅｎｔ  ｃｈａｉｎｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ  ａｎｄ  ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｓｗｏｌｌｅｎ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．：Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｄ．１７、１４４１〜１４５６頁（１９７９）
【非特許文献４２】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１
【非特許文献４３】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｈｏｒｔ  Ｌａｐ  Ｊｏｉｎｔｓ．、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ７、１３７〜１４０頁（１９７５）
【非特許文献４４】Ｒｉｖｌｉｎ，Ｒ．Ｓ．、Ｌａｒｇｅ  Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ４．Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｔｈｅｏｒｙ．Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｌｏｎｄｏｎ  Ｓｅｒｉｅｓ  ａ−Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、１９４８．２４１（８３５）：３７９〜３９７頁
【非特許文献４５】Ｇｒｅｅｎｓｍｉｔｈ，  Ｈ．Ｗ．、Ｒｕｐｔｕｒｅ  ｏｆ  ｒｕｂｂｅｒ．Ｘ．Ｔｈｅ  ｃｈａｎｇｅ  ｉｎ  ｓｔｏｒｅｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｏｎ  ｍａｋｉｎｇ  ａ  ｓｍａｌｌ  ｃｕｔ  ｉｎ  ａ  ｔｅｓｔ  ｐｉｅｃｅ  ｈｅｌｄ  ｉｎ  ｓｉｍｐｌｅ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９６３．７（３）：９９３〜１００２頁
【非特許文献４６】Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．及びＬ．Ｐｅｔｉｔ（２０１０）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ．Ｃ．Ｓ．Ｐａｔｒｉｃｋｉｏｓ．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｗｉｌｅｙ−Ｖ  Ｃ  Ｈ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｇｍｂｈ．２９１〜２９２：１４４〜１５８
【非特許文献４７】Ｐｅｆｆｅｒｋｏｒｎ，Ｅ．、Ａ．Ｃａｒｒｏｙ等（１９８５）．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  １８（１１）：２２５２〜２２５８
【非特許文献４８】Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃａ−ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０．ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４
【非特許文献４９】Ｐａｒｉｄａ  ＳＫ、Ｄａｓｈ  Ｓ、Ｐａｔｅｌ  Ｓ、及びＭｉｓｈｒａ  ＢＫ．Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２００６；１２１（１〜３）：７７〜１１０
【非特許文献５０】Ｓｅｋｉｎｅ  Ｙ及びＩｋｅｄａ−Ｆｕｋａｚａｗａ  Ｔ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２００９；１３０（３）
【非特許文献５１】Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｐｅｔｉｔ，Ｌ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．２９１〜２９２、１４４〜１５８（２０１０）
【非特許文献５２】Ｇｒｉｏｔ，Ｏ．＆  Ｋｉｔｃｈｅｎｅｒ，Ｊ．Ａ．Ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｉｌａｎｏｌ  ｇｒｏｕｐｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ  ｂｙ  ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ．Ｐａｒｔ  １．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｒａｎｓ．Ｆａｒａｄａｙ  Ｓｏｃ．６１、１０２６（１９６５）
【非特許文献５３】Ｐｅｆｆｅｒｋｏｒｎ，Ｅ．、Ａ．Ｃａｒｒｏｙ等（１９８５）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  １８（１１）：２２５２〜２２５８
【非特許文献５４】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１
【非特許文献５５】Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｈｏｒｔ  Ｌａｐ  Ｊｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ７、１３７〜１４０（１９７５）
【非特許文献５６】Ｊｏｈｎｅｒ，Ａ．＆  Ｊｏａｎｎｙ，Ｊ．−Ｆ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｂｒｕｓｈｅｓ：Ｂｒｉｄｇｉｎｇ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．９６、６２５７（１９９２）
【非特許文献５７】Ｐ．Ｇ．ｄｅ  Ｇｅｎｎｅｓ、Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｔ  ａｎ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；  ａ  ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｖｉｅｗ、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７、１８９〜２０９（１９８７）
【非特許文献５８】Ｋ．Ｋｅｎｄａｌｌ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、８、５１２（１９７５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の目的は、上記の欠点を少なくとも部分的に軽減することである。
【００２２】
本明細書及び特許請求の範囲において、「から本質的になる」という句は、後続する物体を明記した材料又はステップに限定し、また本発明の基本の及び新規な特性に物質的に影響しないものに限定する。
【００２３】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間における接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤（adhesion creating agent）、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用を対象とする。
【００２４】
本発明は、１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品とを接着させるための粘着剤又は接着剤としての医学的又は外科的使用のためのナノ粒子組成物を対象とする。
【００２５】
本発明は、１種の生体組織と１種の第２の生体組織とを接着させるための粘着剤又は接着剤としての医学的又は外科使用のためのナノ粒子組成物を対象とする。
【００２６】
より詳細には、本発明は、接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用であって、ナノ粒子がヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の界面に位置する、使用を対象とする。
【００２７】
本発明は、特に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間における接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としての固体ナノ粒子の使用を対象とする。
【００２８】
より詳細には、本発明は、簡易で、効率的且つ安価なやり方で、少なくとも１種のヒドロゲルと、同一又は異なる材料の少なくとも１種の他の物品とを糊付けする又は接着させる方法を提供することを目的とする。本発明は、合成又は天然起源の、多種多様なヒドロゲルに適用可能な方法を提供することを目的とする。本発明による方法は、外部応力に耐性を示す、特に、ヒドロゲルと他の物品との接着がゲル自体の耐性限度と同等かそれ以上の集合体を提供することを目的とする。ミクロン径の粒子、例えばタルクによる表面粉砕は、自己接着を防止する標準的手段になるため、ナノ粒子による糊付けは、驚くべきものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
この目的は、好ましくは、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製生若しくは接着の増加のために使用するナノ粒子組成物であって、ナノ粒子が、乾燥分の組成物の１０〜１００質量％を占める、ナノ粒子組成物によって実現される。
【００３０】
この目的は、好ましくは、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のために使用するナノ粒子組成物であって、ナノ粒子の粉末及び水ディスパージョン、水性懸濁液、又は水溶液から選択されるナノ粒子組成物によって実現される。
【００３１】
好適な変形形態によれば、本発明は、ヒドロゲルと別の物品との間の接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としての、ナノ粒子の水性懸濁液若しくは水ディスパージョン又は水溶液の使用を対象とする。
【００３２】
一実施形態によれば、本発明は、ヒドロゲルと別の物品との間の接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用であって、ヒドロゲル及び他の物品が両方とも生体組織とは異なる、使用を対象とする。
【００３３】
一実施形態によれば、本発明は、ヒドロゲル及び他の物品のうちの少なくとも１つが生体組織とは異なる場合の、ヒドロゲルと別の物品との間の接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用を対象とする。
【００３４】
一実施形態によれば、本発明は、ヒドロゲルと別の物品との間の接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用であって、ヒドロゲル及び他の物品のうちの１つが生体組織とは異なる、使用を対象とする。前記使用は、医学的若しくは外科的使用又は化粧的使用である。
【００３５】
一実施形態によれば、本発明は、合成ヒドロゲルと皮膚との間の接着剤、又は粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用を対象とする。前記使用は、化粧的使用又は皮膚科的使用である。
【００３６】
一実施形態によれば、本発明は、ヒドロゲルと別の物品との間の粘着剤若しくは接着促進剤若しくは接着作製剤、又は接着増加剤としてのナノ粒子の使用であって、ヒドロゲル及び他の物品が両方とも生体組織である、使用を対象とする。前記使用は、医学的使用又は外科的使用である。
【００３７】
更に、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００３８】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００３９】
更に、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００４０】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００４１】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を、ナノ粒子を保有する物品の面に適用するステップと
を含み、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００４２】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を、ナノ粒子を保有する物品の面に適用するステップと
から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、方法を対象とする。
【００４３】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと皮膚又は爪との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を皮膚又は爪に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００４４】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと皮膚又は爪との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を皮膚又は爪に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００４５】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと皮膚又は爪との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を皮膚又は爪に適用するステップと、
ｂ−ヒドロゲルを、ナノ粒子を保有する部分の皮膚又は爪に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００４６】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと皮膚又は爪との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を皮膚又は爪に適用するステップと、
ｂ−ヒドロゲルを、ナノ粒子を保有する部分の皮膚又は爪に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００４７】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を皮膚又は爪に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を、ナノ粒子を保有する皮膚又は爪の面に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００４８】
本発明は、更に、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための美容方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を皮膚又は爪の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を、ナノ粒子を保有する皮膚又は爪の面に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００４９】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する生体組織の面を物品に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００５０】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面を生体組織に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００５１】
更に、本発明は、少なくとも１種の第１の生体組織と少なくとも１種の第２の生体組織との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、第１の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する第１の生体組織の面を、第２の生体組織に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００５２】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する生体組織の面を、物品に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００５３】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面を、生体組織に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００５４】
更に、本発明は、少なくとも１種の第１の生体組織と少なくとも１種の第２の生体組織との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、第１の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する第１の生体組織の面を、第２の生体組織に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００５５】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する生体組織の面を、ナノ粒子を保有する物品の面に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００５６】
更に、本発明は、少なくとも１種の第１の生体組織と少なくとも１種の第２の生体組織との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、第１の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、第２の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する第１の生体組織の面を、ナノ粒子を保有する第２の生体組織の面に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【００５７】
更に、本発明は、少なくとも１種の生体組織と少なくとも１種の他の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する生体組織の面を、ナノ粒子を保有する物品の面に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００５８】
更に、本発明は、少なくとも１種の第１の生体組織と少なくとも１種の第２の生体組織との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための医療又は外科方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、第１の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ａ’−ナノ粒子組成物を、第２の生体組織の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する第１の生体組織の面を、ナノ粒子を保有する第２の生体組織の面に適用するステップと
から本質的になる、方法を対象とする。
【００５９】
また、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の界面がナノ粒子の層（単層及び多層を含む）であり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との集合体をも対象とする。
【００６０】
また、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の界面がナノ粒子の層（単層及び多層を含む）から本質的になり、少なくとも１種のヒドロゲル又は少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、それが単離された組織又は培養された組織である、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との集合体をも対象とする。
【００６１】
また、本発明は、ヒドロゲルを物品に糊付けするキットであって、少なくともヒドロゲル及び少なくともナノ粒子組成物を含む、キットをも対象とする。
【００６２】
また、本発明は、少なくとも１種のナノ粒子組成物と、縫合針、縫合ストリップ、縫合ステープル、プロテーゼ、メッシュから選択される少なくとも１種の物品とを含む、外科用キットをも対象とする。
【００６３】
好ましい実施形態は、以下の特徴を１つ以上含む。
【００６４】
ナノ粒子組成物は、ナノ粒子の水性懸濁液若しくは水性ディスパージョン又は水溶液である。
【００６５】
ナノ粒子組成物は、粉末である。
【００６６】
ナノ粒子組成物中のナノ粒子は、粘土、ケイ酸塩、アルミナ、シリカ、カオリン、炭素質ナノ粒子、グラフト化カーボンナノチューブ、グラフト化セルロースナノ結晶、ヒドロキシアパタイト、磁気ナノ粒子、金属酸化物、貴金属、量子ドット、ポリマー安定化無機ナノ粒子、ＰＥＧ化シリカナノ粒子から選択される。
【００６７】
ナノ粒子組成物中のナノ粒子は、１ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、更により好ましくは５ｎｍ〜３００ｎｍの平均粒径を有する。
【００６８】
ナノ粒子組成物中のヒドロゲルの材料は、ポリ（アクリルアミド）誘導体、ＰＤＭＡ（ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド））、ポリ−ＮＩＰＡＭ（ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド））、タンパク質ベースの合成又は抽出ゲル、多糖類ベースの合成又は抽出ゲル、ポリ（エチレングリコールヒドロゲル）（ＰＥＧ）、ポリ（ビニルアルコール）ヒドロゲル、ＰＥＧのブロックコポリマー、及び疎水性ポリエステルから選択される。
【００６９】
ナノ粒子組成物は、上で開示した通りの使用目的であり、ヒドロゲルは生体組織である。
【００７０】
ナノ粒子組成物は、上で開示した通りの使用目的であり、他の物品の材料は、ヒドロゲル、ガラス、ポリマー、生体組織から選択される。
【００７１】
本発明は、更に、ヒドロゲルと別の物品との間の接着若しくは糊付け又は接着の作製若しくは接着の増加のための方法であって、ステップｂが水中で実現される方法を対象とする。
【００７２】
また、本発明は、上で開示したいずれかの方法であって、ヒドロゲルの表面でナノ粒子の吸着を測定する予備ステップ（ステップａの前）を含む方法にも関する。
【００７３】
また、本発明は、上で開示したいずれかの方法であって、ヒドロゲルの表面で吸着できるナノ粒子を選択する予備ステップ（ステップａの前）を含む方法にも関する。
【００７４】
好適な実施形態によれば、ナノ粒子は、少なくとも０．１ｍｇ／ｍ２の量をヒドロゲルの表面で吸着することができるべきである。
【００７５】
好適な実施形態によれば、ナノ粒子は、０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２の量をヒドロゲルの表面で吸着することができるべきである。
【００７６】
また、本発明は、上で開示したいずれかの方法であって、他の物品の表面でナノ粒子の吸着を測定する予備ステップ（ステップａの前）を含む方法にも関する。
【００７７】
また、本発明は、上で開示したいずれかの方法であって、他の物品の表面で吸着することができるナノ粒子を選択する予備ステップ（ステップａの前）を含む方法にも関する。
【００７８】
好適な実施形態によれば、ナノ粒子は、少なくとも０．１ｍｇ／ｍ２の量を他の物品の表面で吸着することができるべきである。
【００７９】
好適な実施形態によれば、ナノ粒子は、０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２の量を他の物品の表面で吸着することができるべきである。
【００８０】
本発明は、更に、ナノ粒子組成物をヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用した（ステップａ）後、ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用する（ステップｂ）前に、ナノ粒子組成物を他の物品の少なくとも１つの面に適用するステップを含む方法を対象とする。
【００８１】
本発明は、更に、接着が４０℃以下の温度で実現される方法を対象とする。
【００８２】
本発明は、更に、接着が室温以下の温度で実現される方法を対象とする。
【００８３】
本発明は、更に、接着が体温以下の温度で実現される方法を対象とする。
【００８４】
本発明は、更に、ナノ粒子組成物をヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用すること（ステップａ）と、ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用すること（ステップｂ）との間に、ヒドロゲルを乾燥するステップを含む方法を対象とする。
【００８５】
本発明は、更に、ステップｂ（ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用すること及び／又はナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用すること）の間又はその後に、ヒドロゲルと他の物品との集合体に圧力を印加するステップを含む方法を対象とする。
【００８６】
本発明は、更に、ナノ粒子の組成物が、ナノ粒子の水性ディスパージョン若しくは水性懸濁液又は水溶液及び粉末から選択される方法を対象とする。
【００８７】
本発明は、更に、ヒドロゲルを皮膚又は爪に糊付けする美容方法を対象とする。
【００８８】
本発明は、更に、界面におけるナノ粒子の濃度が０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２である、ヒドロゲルと別の物品との集合体を対象とする。
【００８９】
ヒドロゲルと別の物品との集合体において、ヒドロゲルの他の物品への接着は、ヒドロゲルの抵抗力よりも強く、他の物品の抵抗力よりも強い。
【００９０】
ヒドロゲルと別の物品との集合体は、マイクロ流体装置、バイオチップ、ゲル浸透装置、作動ゲル集合体、食用ゲル集合体、化粧品用又は製薬用パッチ又はドレッシング、バイオセンサー、医療用電極、コンタクトレンズ、インプラント、プロテーゼ、外科用ストリップから選択される。
【００９１】
好適な実施形態によれば、キットは、ヒドロゲルを皮膚又は臓器に糊付けするためのものである。
【００９２】
好適な実施形態によれば、キットは、化粧品用又は皮膚科用のキットである。
【００９３】
別の好適な実施形態によれば、ヒドロゲルを皮膚に糊付けするためのキットにおいて、ヒドロゲルは、医療用電極の一部である。
【００９４】
好適な実施形態によれば、ヒドロゲルを皮膚又は臓器に糊付けするためのキットにおいて、ヒドロゲルは、人工器官の一部である。
【００９５】
好適な実施形態によれば、キットは、ヒドロゲルを含み、その表面のうちの少なくとも１面にナノ粒子が吸着されている。
【００９６】
非限定的な例として示される以下の本発明の実施形態の説明から、以下に列挙した添付図面を参照して、本発明の更なる特徴及び利点が明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】２種のゲル間にナノ粒子の層を有する２種のヒドロゲルの集合体の形成を示す概略図である。ナノ粒子は、２つの被着剤間の連結体として作用し、粘着剤として定義される。
【図２】重ね剪断接着試験を示すグラフである。                    図２ａは、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１リボン（実線）及び１５μＬのＴＭ−５０シリカ溶液を伸ばして塗って糊付けした重ね継ぎ（破線）の力（縦軸、Ｎ）−移動度（横軸、ｍｍ）の曲線の比較を含む。移動度は、光学式伸び計によって、初めは２０ｍｍの間隔をあけて継手の中心にある２つのマーカーから測定する。リボンは、幅ｗ＝５ｍｍ、厚さｈ＝２ｍｍであった。オーバーラップ長はｌ＝１０ｍｍである。ＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１集合体は、継手の外側を破壊する。                    図２ｂは、糊付けしたＰＤＭＡ  Ｓ０１ゲルの接着エネルギーの定量的測定を行う重ね剪断試験を例示する。実験は３回繰り返した。図２ｂは、６μＬのＴＭ−５０シリカ溶液で糊付けし、オーバーラップ長がｌ＝５ｍｍのＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１重ね継ぎの正規化力（縦軸、Ｎ／ｍ）−歪み度（横軸）の曲線を表すグラフである。界面剥離による接着破壊が観察された。同じゲルプレートからすべてのゲルリボンを切り取り、Ｅ≒８．１±１．０ｋＰａの引張計数が測定された。これらの試験において、ｗ＝２ｍｍ及びｈ＝５ｍｍであった。
【図３】ＴＭ−５０粒子によって糊付けされ、異なる架橋密度（０．１ｍｏｌ％、０．５ｍｏｌ％、及び１．５ｍｏｌ％）を有するＰＤＭＡゲルの重ね剪断接着試験を示すグラフである。              図３ａは、Ｓ０．１／Ｓ０．１（●線）、Ｓ０．５／Ｓ０．５（□線）、及びＳ１．５／Ｓ１．５（■線）ＰＤＭＡゲル集合体の、オーバーラップ長が１０ｍｍの重ね継ぎの正規化力（縦軸、Ｎ．ｍ−１）−歪み度（横軸）の曲線を表すグラフである。すべての集合体（ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ）において継手の外側に亀裂が生じた。歪み度は、光学式伸び計から計算する。                    図３ｂは、Ｓ０．１／Ｓ０．１（●線）、Ｓ０．５／Ｓ０．５（□線）、及びＳ１．０／Ｓ１．０（実線）ＰＤＭＡゲル集合体の、オーバーラップ長が５ｍｍの重ね継ぎの正規化力（縦軸、Ｎ．ｍ−１）−歪み度（横軸）の曲線を表すグラフである。集合体Ｓ０．５／Ｓ０．５及びＳ１．０／Ｓ１．０では、継手において接着界面亀裂が生じ、Ｓ０１／Ｓ０１集合体（ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ）では、継手の外側にバルク亀裂（bulk fracture）が生じた。                    図３ｃは、歪み度（横軸）の関数として、左軸に応力（縦軸、ｋＰａ）、右軸に力（縦軸、Ｎ）を表すグラフであり、ゲル引張挙動に与える架橋密度の効果：Ｓ０．１（実線）、Ｓ０．５（長い破線）及びＳ１．５（短い破線）を例示する。歪み度は光学式伸び計から計算し、応力は工学応力として定義される。
【図４】１５μＬのＴＭ−５０シリカ溶液で糊付けした、オーバーラップ長１０ｍｍのＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１重ね継ぎの力（縦軸、Ｎ）−移動度（横軸、ｍｍ）の曲線を示すグラフである。ゲルリボンはすべてｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであり、同じゲルプレートから切り離した。継手の外側のバルク亀裂が体系的に観察された。
【図５】耐水性接着及びエネルギー散逸を示すグラフ及び図である。図５ａは、準備状態Ｑｏ（●線）及び３日間水中で膨潤し、最大平衡膨潤Ｑｅを実現した後Ｑｅ（○線）のＴＭ−５０溶液で糊付けしたＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１集合体についての重ね剪断試験を表すグラフである。ニュートンで表す力（縦軸、Ｎ）は、移動度（横軸、ｍｍ）の関数として表される。最初（準備状態で）、重ね継ぎの寸法はｌ＝５ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであった。６μＬの溶液を伸ばして塗って接合部を作製した。                    図５ｂは、Ｓ０．１ゲル表面を複数回洗浄し、水中に数日間浸した後に残った、吸着シリカ層の存在を示す走査型電子顕微鏡写真である。                    図５ｃは、ＡＬ−３０シリカ溶液で糊付けする前に、様々な膨潤の度合いＱ（●）で膨潤されたＰＤＭＡ  Ｓ０．１ヒドロゲルで構成された継手の接着エネルギー（縦軸、Ｊ・ｍ−２）−膨潤度（横軸）の曲線と、膨潤度（Ｑ０≒８．５）で合成され、水中に浸し、最大限に達するまで膨潤させた後の平行膨潤度がＱｅ≒４１の、ＴＭ−５０シリカ溶液で糊付けされたＳ０．１ヒドロゲルで構成された継手の接着エネルギー（▲）とを表すグラフである。                    図５ｄは、液滴６μＬのＨＳ−４０シリカ溶液を伸ばして塗って糊付けしたＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１についての重ね剪断試験を表すグラフである（実線）。剥離による接着界面破壊後、継手は、リボンを再度接触させて、数十秒間、指で押さえ付けることによって修復した。継手は、その強度を回復させた（破線）。重ね継ぎは、幅が５ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、オーバーラップ長は５ｍｍであった。
【図６】様々な粒子溶液で糊付けしたＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲルについての重ね剪断試験を示すグラフである。図６において、力（縦軸、Ｎ／ｍ）は、移動度（横軸、ｍｍ）の関数として表す。破断で変形が増加する順に、界面剥離による接着破壊は、ＣＮＴ−Ｔｈｙ（×線）、ＣＮＣ１（破線）、ＳＭ−３０（○線）、及びＨＳ−４０（▲線）に生じ、接合部の外側の破損がＴＭ−５０（●）及びＡＬ−３０（実線）に生じた。重ね継ぎの寸法は、ｌ＝５ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであった。溶液６μＬを伸ばして塗って接合部を作製した。
【図７】剛性又は化学的性質が異なるゲルで構成された重ね継ぎの引張試験を示すグラフである。図７ａ：軟性ＰＤＭＡ  Ｓ０．１及び剛性ＰＤＭＡ  Ｓ１．５（▲）ゲルで構成された集合体の重ね剪断力（縦軸、Ｎ）−移動度（横軸、ｍｍ）曲線。比較のために、対称ＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１集合体について、同一の条件下で得られた結果をグラフ化する（●）。重ね継ぎの寸法は、ｌ＝１０ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであった。ＴＭ−５０溶液１５μＬを伸ばして塗って接合部を作製した。図７ｂ：ＴＭ−５０シリカ溶液で糊付けしたゼラチンとＳ０．１  ＰＤＭＡゲルの集合体の重ね剪断力（縦軸、Ｎ）−移動度（横軸、ｍｍ）曲線（★）。Ｓ０．１及びゼラチンゲルは、剛性が異なっていた。        シリカナノ粒子は、物質を、化学的性質及び機械的性質が異なるゲルに糊付けすることを可能にする。ＰＤＭＡ  Ｓ０．１／ＰＤＭＡ  Ｓ０．５及びＰＤＭＡ  Ｓ０．１／ゼラチンの集合体は両方とも、重ね継ぎの外側で不具合が生じ、張力によって亀裂が波及した。
【図８】セルロースナノ結晶ＣＮＣ１によって糊付けされた接合部がどのように自己修復可能且つ整復可能かを示すグラフである。図８は、６μＬのＣＮＣ１溶液の液滴を伸ばして塗って糊付けしたＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ０．１の重ね剪断力（縦軸、Ｎ）−移動度（横軸、ｍｍ）曲線（実線）を示すグラフである。剥離による接着界面破壊後、継手は、リボンを再度接触させて、数十秒間、指で押さえることによって修復した。継手は、その強度を回復させた（破線）。糊を再度適用する必要はない。重ね継ぎは、幅が５ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、オーバーラップ長は５ｍｍであった。
【図９】重ね剪断接着試験を示すグラフである。図９ａは、１５μＬのＴＭ−５０シリカ溶液によって糊付けされ、Ｓ０．１ゲルリボンで構成された、様々なオーバーラップ長ｌ（横軸、ｍｍ）の重ね継ぎについて、重ね剪断接着試験において測定した正規化破壊力（縦軸、Ｎ．ｍ−１）を表すグラフである。円は、継手の外側の亀裂による破壊に対応し、三角は、界面での剥離による接着破壊に対応する。リボンは、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍであった。図９ｂは、様々な粒子：カーボンナノチューブＣＮＴ−Ｔｈｙ（Ａ）、セルロースナノ結晶ＣＮＣ１（Ｂ）、及び様々なサイズのシリカＳＭ−３０（Ｃ）、ＨＳ−４０（Ｄ）、ＴＭ−５０（Ｅ）及びＡＬ−３０（Ｆ）の溶液を使用して糊付けした重ね継ぎについて、重ね剪断接着試験において測定した、正規化破壊力（縦軸、Ｎ／ｍ）を表すグラフである。粒子溶液Ｅ及びＦの場合、破損は継手の外側で生じ、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの場合、剥離による接着破壊が観察された。重ね継ぎは、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、オーバーラップ長は５ｍｍであった。図９ｃは、様々な架橋密度０．１ｍｏｌ％（Ｓ０．１）、０．５ｍｏｌ％（Ｓ０．５）、及び１ｍｏｌ％（Ｓ１．０）のＰＤＭＡゲルの、重ね剪断試験において測定した接着エネルギーＧａｄｈ（無地の棒、縦軸、Ｊ／ｍ２）と切欠き引張試験において測定した破壊エネルギーＧｃ（縞模様の棒、縦軸、Ｊ／ｍ２）を表すグラフである。重ね継ぎは、０．３μＬ／ｍｍ２のＴＭ−５０シリカ溶液で糊付けし、重ね継ぎの寸法は、Ｓ０．５及びＳ１．０の場合、ｌ＝５ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであり、Ｓ０．１の場合、ｌ＝２ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍであった。
【図１０】子牛の肝臓から切り取ったリボンで構成された、６０μＬのＴＭ−５０シリカ溶液を伸ばして塗って、指でリボンを３０秒間押さえ付けることによって糊付けした重ね継ぎについての、正規化力（縦軸、Ｎ／ｍ）−移動度（横軸、ｍｍ）曲線を示すグラフである。リボンをメス刃で切断し、糊付け前に肝臓表面には処理を施さなかった。２つの肝臓の係数は、それぞれ、１５．０±１．７ｋＰａ及び１２±１．５ｋＰａである。リボンは、幅１０ｍｍ、厚さ３ｍｍであり、オーバーラップ長は２０ｍｍであった。２つの肝臓についての結果を提示する。
【図１１】切欠き破壊試験法を概略的に示す図である。
【図１２】水に浸した後のＰＤＭＡ  Ｓ０．１／Ｓ１．５集合体の写真である。準備状態にＴＭ−５０溶液で糊付けした、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲル及びＰＤＭＡ  Ｓ１．５ゲルは、最初は同じサイズ（直径：約１０ｍｍ）を有していた。写真は、脱イオン水中で５時間膨潤させた後のゲルを示す。高度に架橋したＰＤＭＡ  Ｓ１．５ゲル（上部）は、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲル（底部）より膨潤されない。ゲルＳ０．１は、水に浸したとき、５倍の過剰膨潤を示し、一方、より密接な架橋ゲルＳ１．５は、過剰膨潤が１．７倍のみである。結果として、不均一な過剰膨潤によって誘発される界面応力が、機械的重ね先端試験において印加される剪断応力を大きく上回る。したがって、Ｓ０．１／Ｓ１．５集合体の場合、５時間超の水中での浸漬及び過剰膨潤の後、界面破壊が観察された。更に、接着継手は、かなり長時間の間、維持し、剥離はゆっくりであった。
【図１３】水中に浸し、洗浄した後の、Ｑ０（長い破線）及びＱｅ（短い破線）におけるＳ０．１ゲル表面上に残存する吸着シリカ粒子を示すＦＴＩＲ−ＡＴＲスペクトルである。乾燥シリカ懸濁液（○線）及びＳ０．１乾燥ゲル（実線）をガイドラインとして提示する。
【図１４】水に浸し、洗浄した後の、Ｑ０（図１４ａ）及びＱｅ（図１４ｂ）におけるＳ０．１ゲル表面上に吸着されたシリカ粒子の走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を示す写真である。観察前にサンプルを乾燥した。
【図１５】ＰＤＭＡ  Ｓ０．１で構成され、ＴＭ−５０シリカ溶液を伸ばして塗って、リボンに１０ｋＰａの圧力を３０秒間与えることによって糊付けされた重ね継ぎから求められた、正規化力（縦軸、Ｎ／ｍ）−シリカ懸濁液の体積（横軸、μＬ）を示すグラフである。リボンは、幅５ｍｍ、厚さ２ｍｍであり、オーバーラップ長は１５ｍｍであった。
【図１６】ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲル表面上に吸着させたＡＬ−３００シリカ懸濁液のＦＴＩＲ−ＡＴＲ試験の結果として求めた、１１００ｃｍ−１で測定され、１４００ｃｍ−１で測定された強度によって正規化されたスペクトル強度（縦軸）−ＡＬ−３００シリカ懸濁液の体積（横軸、μＬ）を示すグラフである。液滴を、合成ゲルの１０ｍｍ×５ｍｍ表面上に伸ばして塗った。
【図１７】ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲルを糊付けすることによって作製した重ね継ぎについての張力（縦軸、Ｎ）−歪み（横軸）曲線を示すグラフである。継手のオーバーラップ長は２０ｍｍであり、その幅は５ｍｍであり、ゲルリボンの厚さは約２ｍｍであった。破線の曲線は、Ｍ０１／Ｍ０１接合部の典型的な結果を示し、これらのゲルの自己接着強度を定量化する。実線の曲線は、ＡＬ３０シリカナノ粒子の吸着層でコーティングされたＭ０．１ゲルに糊付けしたＰＤＭＡ  Ｍ０．１リボンについて得られる。吸着層は、５μＬのシリカ溶液をゲルの２０ｍｍ×５ｍｍ表面上に伸ばして塗って、後続して脱イオン水中で洗浄することによって得られた。重ね継ぎを作製するために、リボンを５分間接触させた。
【図１８】ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲルを糊付けすることによって作製した重ね継ぎについての張力（縦軸、Ｎ）−歪み（横軸）曲線を示すグラフである。継手のオーバーラップ長は２０ｍｍであり、その幅は５ｍｍであり、ゲルリボンの厚さは約２ｍｍであった。破線の曲線は、Ｍ０１／Ｍ０１接合部の典型的な結果を示し、これらのゲルの自己接着強度を定量化する。実線及び破線の曲線は、５μＬのシリカＡＬ−３０溶液及びＰＥＧ化シリカＪＬ−１００溶液をそれぞれ伸ばして塗ることによって糊付けしたＰＤＭＡ  Ｍ０．１リボンについて得られる。重ね継ぎを作製するために、リボンを５分間接触させた。
【発明を実施するための形態】
【００９８】
本発明は、ナノ粒子の組成物、特に少なくとも１種のヒドロゲルを少なくとも１種の他の物品に糊付けするためのナノ粒子の水性懸濁液の使用を対象とする。
【００９９】
本発明によれば、「糊付けする」とは、「接着する」、「結合する」、「接合する」又は「接着剤によって固定する」ことをも意味する。
【０１００】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の粘着剤としてのナノ粒子の使用を対象とする。
【０１０１】
本発明によれば、「粘着剤」とは、「接着剤」、「接着作製剤」、「接着増加剤」、「結合剤」、「糊」、「接着促進剤」をも意味する。
【０１０２】
本発明によれば、当業者の知識に従い、粘着剤は、２つの物品間の界面に位置する又は導入される、これらの物品とは区別される材料であって、前記物品間の接着強度及び／又は接着エネルギーを作製する、付与する、促進する、又は増加させる材料である。
【０１０３】
当業者にとって、接着強度は、結合された接合部の破壊を誘発するのに必要な応力の程度として知られる。接着強度は、単位がｋＰａの最大負荷として表される。
【０１０４】
当業者にとって、接着エネルギーは、接着界面内部の亀裂を広げるために必要な機械的エネルギーとして知られる。接着エネルギーは、単位がＪ／ｍ２の接着面当たりのエネルギーとして表される。
【０１０５】
接着力、いくつかの計測接着強度、他の計測接着エネルギーを測定するにあたって異なる試験法が存在し、使用する方法は、接着プロセスにおいて組み立てられる材料の種類に応じて選択される（Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１年；Ｋｉｎｌｏｃｈ，Ａ，Ｊ．、Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｌｏｎｄｏｎ、Ｃｈａｐｍａｎ  ａｎｄ  Ｈａｌｌ、１９８７年）。
【０１０６】
好ましくは、接着力は、実験の部で開示するプロトコルによる重ね剪断試験によって測定される。好ましくは、ヒドロゲルの他の物品への接着は、ヒドロゲルの抵抗力よりも強く、他の物品の抵抗力よりも強い。これは、この試験において、重ね継ぎの外側で破壊が生じることを意味する。しかし、場合によっては、接着力が良好でも界面破壊又は剥離が生じ得る。
【０１０７】
本発明によれば、ヒドロゲルと他の物品は、互いに接着する前に存在する。ナノ粒子組成物も、これらの間の界面に適用されるまでは、これらの物体と区別される。
【０１０８】
ナノ粒子組成物は、界面に適用されるとき、ヒドロゲル及び／又は他の物品のバルク特性をそれほど変更しない。特に、ヤング率と同様、ゲルのバルク力学及びレオロジー特性をそれほど変更しない。
【０１０９】
−ナノ粒子組成物：
本開示のあらゆる点で明確に説明している通り、本発明による方法及び使用において、ナノ粒子組成物は、ヒドロゲルと区別され、従来技術に反して、ヒドロゲルの調製プロセスには使用されない。
【０１１０】
本発明の記述において、ナノ粒子の懸濁液又はディスパージョン又は溶液は同じ意味を有する。
【０１１１】
用語「ナノ粒子」は、サイズが１ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは２〜５００ｎｍ、更により好ましくは５〜３００ｎｍの粒子を意味する。ほとんどのナノ粒子にとって、ナノ粒子のサイズは、ナノ粒子中で最も離れている２点の間の距離である。チューブ、ウィスカー又はシリンダー等の異方性ナノ粒子の場合、直径のサイズは、ナノ粒子が内接する最小シリンダーの直径である。ナノ粒子のサイズは、動的光散乱（ＤＬＳ）、小角Ｘ線散乱（ＳＡＸＳ）、走査型移動度粒径測定器（Scanning Mobility Particle Sizer）（ＳＭＰＳ）、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡法（ＴＥＭ）等、異なる方法によって決定できる（Ｏｒｔｓ−Ｇｉｌ，Ｇ．、Ｋ．Ｎａｔｔｅ等（２０１１）、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  １３（４）：１５９３〜１６０４頁；Ａｌｅｘａｎｄｒｉｄｉｓ，Ｐ．及びＢ．Ｌｉｎｄｍａｎ（２０００）、Ａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ；Ｈｕｎｔｅｒ，Ｒ．Ｊ．及びＬ．Ｒ．Ｗｈｉｔｅ（１９８７）、Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ  Ｐｒｅｓｓ）。
【０１１２】
好ましくは、ナノ粒子は、固体ナノ粒子の中から選択される。
【０１１３】
ナノ粒子は、無機、有機、ハイブリッド又は混合であってよく、界面活性剤又はポリマーによってコーティング又はグラフト化、安定化されてよい。
【０１１４】
組成物、好ましくは本発明に従って使用することができるナノ粒子の水性懸濁液は、異なる化学的性質、異なるサイズ及び／又は異なる形状のナノ粒子を含むことができる。
【０１１５】
ナノ粒子は、球、針、フレーク、プレートレット、管、繊維、立方体、プリズム、ウィスカーの形態であってもよく、異形であってもよい。
【０１１６】
ナノ粒子は、非限定的に、ナノフィブリル、ナノチップ、ナノラテックス、ナノチューブ、拡張可能なナノ粒子を含む。
【０１１７】
上記の通り、ナノ粒子は、無機、有機、ハイブリッド又は混合であってよい。
【０１１８】
鉱物ナノ粒子のうち、金属酸化物、アルミナ、シリカ、カオリン、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、ケイ酸塩、例えばマイカ、石英、ゼオライト又は粘土、例えばヘクトライト、ラポナイト、モンモリロナイト、ベントナイト、スメクタイト等を挙げることができる。
【０１１９】
鉱物粒子として、これらに限定されないが、金属粒子を挙げることができる。金属粒子は、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類金属、及びこれらの合金の中から選択される金属で独占的に形成される粒子を包含する。いくつかの実施形態において、金属は、アルミニウム、銅、カドミウム、セレン、銀、金、インジウム、鉄、白金、ニッケル、モリブデン、ケイ素、チタン、タングステン、アンチモン、パラジウム、亜鉛、スズ、及びこれらの合金であってよい。これらの金属粒子は、その表面にグラフト化された化学物質を有する又は自己集合単分子層の化合物、例えば有機硫黄化合物をその表面に有する金属有機修飾ナノ粒子であってよい。
【０１２０】
いくつかの実施形態において、粒子は、金属酸化物、例えば酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４）、酸化セリウム（ＣｅＯ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸塩（ＢａＴｉＯ３、Ｂａ０．５Ｓｒ０．５ＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マンガン（Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、オキシ塩化ビスマスの粒子であってよい。
【０１２１】
粒子は、金属炭化物、窒化物、ホウ化物、硫化物及び水酸化物であってよい。
【０１２２】
Ｆｅ２Ｏ３ベースのナノ粒子は、適用された表面に黒色を付与し、したがって処理された表面を制御することができるというｉｎ  ｖｉｖｏ適用例において利点を有する。色は、生体組織が回復した後、洗浄によって除去できる。
【０１２３】
ナノ粒子は、例えばＳｉＯ２＠金属粒子（例えば、ＳｉＯ２＠Ｐｄ）又はコアシェル粒子（例えば、Ｆｅ２Ｏ３コア−ＳｉＯ２シェル又は量子ドットコア／ＳｉＯ２シェル）のような複合構造を有してもよい。
【０１２４】
これらは、有機金属ナノ粒子でもよく、これらは、有機材料によってコーティング又はグラフト化された、金属又は金属酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、硫化物及び水酸化物ナノ粒子である。
【０１２５】
ナノ粒子は、金属無機塩の中から選択してもよい。無機塩は、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸水素マグネシウムを含む。
【０１２６】
ナノ粒子は、８〜２２個の炭素原子、好ましくは１２〜１８個の炭素原子を有する有機カルボン酸に由来する金属石鹸、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム又はリチウム、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸マグネシウムの中から選択することができる。
【０１２７】
ナノコンポジット粒子は、例えばコア／シェル金属／シリカナノ粒子等、本発明の範囲内に含まれる。
【０１２８】
また、粒子は、有機であってもよい。
【０１２９】
粒子が有機である場合、通常、有機ポリマーである。有機ポリマーは、これらに限定されないが、ポリスチレン、ポリ（酢酸ビニル）、ポリ（メチルスチレン）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（アクリロニトリル）、ポリ（塩化ビニル）、スチレンとＣ１〜Ｃ４アルキル（メタ）アクリレートとのコポリマー、スチレンとアクリルアミドとのコポリマー、スチレンとアクリロニトリルとのコポリマー、スチレンと酢酸ビニルとのコポリマー、アクリルアミドとＣ１〜Ｃ４アルキル（メタ）アクリレートとのコポリマー、アクリロニトリル及びＣ１〜Ｃ４アルキル（メタ）アクリレートからのコポリマー、アクリロニトリルとアクリルアミドとのコポリマー、スチレン、アクリルニトリル及びアクリルアミドからのターポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（エチルメタクリレート）、スチレン／ブタジエン、スチレン／アクリル酸、スチレン／ビニルピロリドン及びブタジエン／アクリロニトリルのコポリマーを包含する。
【０１３０】
例えば、有機ナノ粒子は、これらに限定されないが、ナイロン（例えばＡＴＯＣＨＥＭより市販されているもの）、ポリエチレン粉末（例えばＰＬＡＳＴ  ＬＡＢＯＲより市販されているもの）、ポリ−２−アラニン粉末、ポリフッ素化粉末、例えばポリテトラフルオロエチレン（例えばＤＵＰＯＮＴ  ＤＥ  ＮＥＭＯＵＲＳより市販されているもの）、アクリルコポリマー粉末（例えばＤＯＷ  ＣＨＥＭＩＣＡより市販されているもの）、ポリスチレン粉末（例えばＰＲＥＳＰＥＲＥＳＥより市販されているもの）、ポリエステル粉末、熱可塑性プラスチック材料中の発泡ミクロスフェア（例えばＥＸＰＡＮＣＥＬより市販されているもの）、ケイ素樹脂のマイクロボール（例えばＴＯＳＨＩＢＡより市販されているもの）、合成親水性ポリマー粉末、例えばポリアクリレート（例えばＭＡＴＳＵＭＯＴＯより市販されているもの）、アクリルポリアミド（例えばＯＲＩＳより市販されているもの）、不溶性ポリウレタン（例えばＴＯＳＨＮＵより市販されているもの）、セルロースの多孔質ミクロスフェア、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）のマイクロ又はナノ粒子を含む。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は多糖類、すなわち２つ以上の単糖類単位を含む分子で構成されている。典型的には、多糖類は、デキストラン、プルラン、寒天、アルギン酸、ヒアルロン酸、イヌリン、ヘパリン、フコイダン、キトサン、及びこれらの混合物からなる群から選択される。特定の実施形態において、多糖類は、プルラン／デキストランの混合物である。典型的には、プルランとデキストランの質量比は７５：２５ｗ／ｗである。別の実施形態において、ナノ粒子は、ヒドロキシアパタイト−プルラン／デキストラン多糖類で構成される。典型的には、多糖類のナノ粒子は、ＷＯ２０１２／０２８６２０に従って調製される。
【０１３２】
（ポリマーをベースとする）有機ナノ粒子は、固体粉末として使用される場合、水又は生体組織中に存在する他の流体の存在下で膨潤し得る。
【０１３３】
ナノ粒子は、界面活性剤又はポリマー安定化固体ナノ粒子であってよい。ポリマーは、ナノ粒子の表面にグラフト化又は吸着され得る。しかし、ポリマーが表面にグラフト化又は吸着されているいくつかのナノ粒子が本来のナノ粒子よりも接着が不満足であることが留意されている。ヒドロゲルの表面への及び他の物品へのナノ粒子の吸着特性を確認することにより、ナノ粒子の正しい選択を確実にすることができる。このステップは、本記述及び実験の部で開示する方法に従って実現することができる。
【０１３４】
好ましくは、ナノ粒子は無機である。
【０１３５】
好適な一実施形態によれば、ナノ粒子は、粘土、ケイ酸塩、アルミナ、シリカ、カオリン、炭素質ナノ粒子、グラフト化カーボンナノチューブ、グラフト化セルロースナノ結晶、ヒドロキシアパタイト、磁気ナノ粒子、金属酸化物、貴金属、量子ドット、ポリマー安定化無機ナノ粒子、ＰＥＧ化シリカナノ粒子から選択される。
【０１３６】
好ましくは、ナノ粒子は、トロンビン共役型でない。
【０１３７】
好適な変形形態によれば、少なくとも一部のナノ粒子は、シリカナノ粒子である。有利には、水性懸濁液は、コロイドシリカの水性懸濁液である。本発明に使用されるナノ粒子は、ヒドロゲルの性質に応じて選択される。ナノ粒子は、ヒドロゲルの表面で吸着が可能であるべきである。適当なナノ粒子懸濁液の選択は、ヒドロゲルに対するナノ粒子の親和性（吸着性）を試験することによって実現できる。試験方法は、実験の部で詳細に開示される。
【０１３８】
ナノ粒子は更に、他の物品の性質に応じて選択することができる。ナノ粒子は、好ましくは、他の物品の表面で吸着が可能でなければならない。適当なナノ粒子懸濁液の選択は、同じ方法を利用して他の物品に対するナノ粒子の親和性（吸着性）を試験することによって実現できる。
【０１３９】
当業者は、ポリマー又は組織上の相互作用及び吸着を最適化するために、ナノ粒子の界面化学の変更方法、またゲル又は組織に接着又は糊付けしたい物体の界面化学を変更して、この物体に対して粒子が良好な吸着性又は固定力を得る方法を知っている。
【０１４０】
簡潔に言うと、第１の方法は、ＡＴＲを併用するフーリエ変換赤外分光法に基づく。減衰全反射法（ＡＴＲ）は、赤外線分光法と連動して使用されるサンプリング技法であり、サンプルの表面の検査を可能にする。ゲル表面上に吸着したナノ粒子層の検出及び定量化を実現できる。提案方法は、ゲルサンプルをナノ粒子溶液中に浸す又はナノ粒子溶液の液滴をゲル表面上に蓄積させるものであり、次いで数日間、ゲルサンプルを大量の水に浸漬し、大量の水で洗浄する。ＡＴＲ−ＦＴＩＲ分析の前にサンプルを乾燥してもよい。浸漬した後に残ったゲル表面上に吸着したナノ粒子層の存在は、接着剤として使用するために適当なナノ粒子を選択することを可能にする。これに反して、ゲル表面にナノ粒子がなければ、試験したナノ粒子の接着特性が弱いことを意味する。
【０１４１】
或いは、第２の方法は、エネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）と組み合わせた走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）に基づく。サンプルの調製は、上でＡＴＲ−ＦＴＩＲ分析法について開示したものと同一である。ＥＤＸは、サンプルの元素分析又は化学的キャラクタリゼーションに使用される解析手法である。表面の第１のマイクロメーターを探究する。
【０１４２】
最後に、熱等温線（thermal isotherm）の方法によって（Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．及びＬ．Ｐｅｔｉｔ（２０１０）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ  Ｃ．Ｓ．Ｐａｔｒｉｃｋｉｏｓ．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｗｉｌｅｙ−Ｖ  Ｃ  Ｈ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｇｍｂｈ．２９１〜２９２：１４４〜１５８）、当業者は、ゲル表面への接着をもたらす上で最も適したナノ粒子をわりあい決定することもできる、又は熱等温線を実施し、ｐＨを調節して、例えばシリカ表面上のアニオン性ポリアクリル酸（ＰＡＡ）ポリマーに対する吸着機構を最適化することができる（Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０、ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４）。
【０１４３】
方法は、一定濃度のナノ粒子懸濁液に量を増加したポリマーを導入することによって、ナノ粒子とポリマー鎖（ゲルと同じ化学的性質のもの）との異なる一連の混合物を調製するものである。次いで、サンプルを数日間保管して、ポリマー鎖をナノ粒子表面上に吸着させ、平衡化するのに十分な時間を設ける。次いで、遠心分離によってナノ粒子を沈降させ、上澄みを滴定用に集める。上澄み中の遊離ポリマー鎖の総濃度（Ｃｐ）は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）若しくは全有機体炭素（ＴＯＣ）分析器を使用した滴定又は他の滴定法によって決定する。ナノ粒子表面上に吸着されたポリマー量（Γ、ｍｇ／ｍ２）を推定することができ、通常、平衡ポリマー濃度に対してグラフ化される。
【０１４４】
ナノコンポジットゲルと異なり、本発明によるナノ粒子の組成物は液体又は粉末である。
【０１４５】
有利には、ナノ粒子は、ナノ粒子の水性懸濁液（又はディスパージョン又は溶液）として使用される。
【０１４６】
別の実施形態によれば、ナノ粒子の組成物は、粉末形態である。
【０１４７】
ナノ粒子の水性懸濁液は市販されている。コロイドシリカ水性懸濁液（Ｇｒａｃｅ  Ｄａｖｉｓｏｎ製のＬｕｄｏｘ（登録商標））を挙げることができる。
【０１４８】
これらは、当業者に知られているＳｔｏｂｅｒ等の方法（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６、６２（１９６８））の方法を用いて上記の材料のいずれかについて調製することができる。
【０１４９】
有利には、本発明に従って使用できるナノ粒子の水性懸濁液又は粉末は、他の粘着剤を一切含まない。これは、ナノ粒子の水性懸濁液が、粘着剤の機能を果たせると考えられる濃度で、粘着剤として知られる化合物を含有しないことを意味する。既知の粘着剤の中でも、
−合成接着剤：モノマー、合成ポリマー（ポリマーナノ粒子以外）、特にシアノアクリレート、ウレタン、デンドリマー、
−天然接着剤：フィブリン、コラーゲン、ゼラチン、多糖類、トロンビン、トランスグルタミナーゼ
を挙げることができる。
【０１５０】
好ましくは、ナノ粒子の組成物、好ましくは水性懸濁液又は粉末は、組成物、特に水性懸濁液の乾燥物質の質量と比較して、２０質量％以下、又はより良好には１０質量％以下、好ましくは５質量％未満、更により好ましくは２％未満、より良好には１％未満、更に良好には０．５％未満の他の粘着剤を含有する。
【０１５１】
しかし、ナノ粒子と区別される材料が、組成物、好ましくは水性懸濁液又は粉末中に存在することができ、特に無機又は有機イオンが組成物、好ましくは懸濁液又は粉末中に存在することができる。
【０１５２】
本発明によれば、ナノ粒子は、それが存在する組成物中で粘着剤の機能を有する。そして、これらの組成物中、ナノ粒子は、水性懸濁液又は粉末の乾燥物質の質量に対して、１０〜１００質量％を占める。
【０１５３】
好ましくは、ナノ粒子は、組成物、好ましくは水性懸濁液又は粉末の乾燥物質の質量に対して、２０〜１００質量％を占め、更により好ましくは３０〜１００％、有利には４０〜１００％、より良好には５０〜１００％、更により良好には６０〜１００％、好ましくは７０〜１００％、更により良好には８０〜１００％、更により好ましくは９０〜１００％を占める。好適な変形形態によれば、ナノ粒子は、組成物、好ましくは水性懸濁液の乾燥物質の質量に対して、９５〜１００質量％を占め、更に良好には９８〜１００％、更により好ましくは９９〜１００％を占める。
【０１５４】
好ましくは、ナノ粒子の水性懸濁液は、水中に懸濁された（又は分散された）ナノ粒子から本質的になる。これは、他の成分が懸濁液中に存在し得るが、懸濁液の性質を目立って変更しないことを意味する。特に、他の成分が懸濁液中に存在し得るが、これらは懸濁液の接着特性を有意には変更しない。
【０１５５】
或いは、ナノ粒子の組成物は、粉末形態のナノ粒子から本質的になる。これは、他の成分が粉末中に存在し得るが、これらが粉末の特性を目立って変更しないことを意味する。特に、他の成分が粉末中に存在し得るが、これらは、組成物の接着特性を有意には変更しない。
【０１５６】
ナノ粒子の水性懸濁液中に存在し得る成分の中でも、無機又は有機イオン、有機小分子、タンパク質、生理液を挙げることができる。特に、これらの成分は、抗感染薬、抗菌剤、防腐剤、抗生物質、ＰＥＧ、様々な性質のポリマーであり得る。有機小分子の中では、エタノール、ジエチルエーテル、アセトン等の溶媒を挙げることができる。
【０１５７】
いくつかの実施形態において、溶媒、特に有機溶媒を含む懸濁液としてのナノ粒子を表面上に適用する。前記溶媒は、懸濁安定性を改善し、粒子を表面上に吸着させることを助ける上で好適であり得る。その理由は、溶媒が蒸発するとき（且つ／又は組織又は材料（例えば、ゲル又は膜又はフィルム）に浸透するとき）、表面上にナノ粒子を吸着させて残すためである。必ずしもゲル又は組織の良好な溶媒でなくてもよい共溶媒の第２の役割は、束縛することで、表層を解膨潤し、糊付けを有利にする。典型的には、有機溶媒として、これらに限定されないが、アルコール、ジオール、及び非プロトン性溶媒が挙げられる。特定の実施形態において、ナノ粒子は、水と有機溶媒との混合物を含有する溶液によって沈降する。典型的には、溶液は、アルコール含有溶液又は水とアルコールとの混合物を含有する溶液である。特に、アルコール／水の混合物は、表面にＯＨ基を含有する粒子を分散するために使用することができ、したがってしっかり架橋された分解性有機粒子を分散する上で有用であり得る。
【０１５８】
濃度を調節して適用に適した粘性を得る。或いは、粉末もヒドロゲルの表面に直接吸着が可能である。
【０１５９】
一般に、約１０Ｐａ．ｓ以下、好ましくはより低い粘性（１０−３Ｐａ．ｓ）の粘性の懸濁液を使用する。ＣＮＴ又はＣＮＣ型の粒子等、非球形粒子の場合、粘性がかなり低く維持されるように濃度を調節する。
【０１６０】
ナノ粒子の水性懸濁液のｐＨは、１〜１４のいずれの値であってもよく、適用例に応じて適合する。ｐＨを調節して例えばシリカ表面上のアニオン性ポリアクリル酸（ＰＡＡ）ポリマーの吸着を最適化することができる（Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０、ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４）が、ナノ粒子組成物の安定性も維持できる。ポリマー電解質又は両性ゲルの場合、ナノ粒子組成物のｐＨを調節してゲルの電荷と逆の電荷のナノ粒子が得られる。
【０１６１】
−ヒドロゲル：
ゲルは、流体中の希釈した架橋構造をベースとしたゼリー状の固体材料である。ゲルは、定常状態で流れない。ゲルの大部分は液体であるが、液体中でのその三次元架橋ネットワーク構造のために固体のような特性を示す。架橋構造は、あらゆる性質のポリマー又は界面活性剤分子をベースにし得る。
【０１６２】
コロイドゲルとも呼ばれるヒドロゲルは、水を分散媒体とする、一般にポリマー型の鎖のネットワークをベースとする。ヒドロゲルは、９９．９％超の水を含有し得、天然又は合成ポリマーをベースとし得る。
【０１６３】
ヒドロゲルは、様々な特性を有し、その中でも以下を挙げることができる。
【０１６４】
ヒドロゲルは、水（又は溶媒）に富むが、操作が可能である。これらは適合される。ヒドロゲルは、湿潤環境を作る又は維持する能力を有する。
【０１６５】
いくつかのヒドロゲルは、「スマートゲル」又は「インテリジェントゲル」としても知られ、これらは外的刺激に感受性である。これらのヒドロゲルは、その環境におけるｐＨ、温度、電流、又は代謝産物等の分子の濃度の変化を感じ取る能力を有する。こうした変化に対する反応において、これらの変化の結果として、収縮又は膨潤又は負荷の放出をし得る。グルコース又は抗原等の特定の分子に応答するヒドロゲルをバイオセンサーとして使用することができる。
【０１６６】
ヒドロゲルは、ゲル中に分散し、ゲルを構成する鎖上にグラフト化した又は水性媒体中で可溶化された分子を含んでもよい。特に、培地はゲル中に含まれ得、細胞培養のキャリアとして使用することができる。有効成分をヒドロゲル中に含めてもよく、ヒドロゲルは、前記有効成分の放出制御に使用することができる。例えば、美容又は治療用有効成分をヒドロゲル中に含めることができる。
【０１６７】
ヒドロゲルは、
−マイクロ流体（バルブとして使用可能）、
−細胞培養：細胞培養プラークは、ヒドロゲルでコーティングされたウェルを含んでよく、マイクロバイオチップは、細胞培養用にゲルでコーティングされた領域を含んでよい、
−ゲル浸透、古典的ゲル浸透又はマイクロ流体分離のいずれか、
−作動、
−組織工学：ヒドロゲルは、組織修復のための足場含有又は支持細胞として使用可能、
−特に美容又は医薬用パッチ又はドレッシングとしての持続放出型有効成分の輸送、
−超短パルス光又はレーザー除毛のための冷却ゲル、
−医療用途：バイオセンサー、医療用電極、コンタクトレンズ、組織カプセル化、
−外科手術：縫合ストリップとして、又は羊水穿刺後の羊膜の破裂を回避するため、
−食品：ゼリー、豆腐、一部の工業チーズ及び乳製品、すり身は、動物又は植物起源のタンパク質を主にベースとするゲルの例である、
−農芸化学：乾燥地域における土壌水分を保持し、且つ／又は栄養分を土に輸送するための顆粒として使用可能、
−美術品の復元及び保存：美術絵画、彫刻品及び他の美術品のリーニング（leaning）のための材料として
等の多数の適用例において用途がある。
【０１６８】
本発明は、この物体のリストのいずれかから選択できるヒドロゲル及びナノ粒子の組成物を含むキットを対象とする。
【０１６９】
すべての種類のヒドロゲルが、本発明に関与し得る。より具体的には、本発明は、合成又は天然起源のヒドロゲルの糊付けに関する。
【０１７０】
合成ヒドロゲルの中でも、
ＰＤＭＡ（ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド）、ポリ−ＮＩＰＡＭ（ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド））、ゼラチン、コラーゲン等のタンパク質又はアガロース、メチルセルロース、ヒアルロナン、キトサン等の多糖類をベースとした合成又は抽出ゲルから選択されるポリマーのヒドロゲル
を挙げることができる。
【０１７１】
このような合成ゲルは、他の分子、例えば有効成分（美容、医療）、栄養分、タンパク質、細胞、生理液を含むことができる。
【０１７２】
更に、ヒト又は動物組織の多くは、ゲル又はゲル様物質をベースとし、本発明の趣旨においてヒドロゲルとみなされる。本発明が関与する天然ヒドロゲルの中でも、生体組織、特に肝臓、腎臓、肺、腸等の内臓を挙げることができるが、血管、筋、腱、角膜も挙げることができる。
【０１７３】
ヒト又は動物の組織を糊付けするのに好適なナノ粒子は、シリカナノ粒子、磁気ナノ粒子（医療診断用の酸化鉄等）から選択される。しかし、磁気ナノ粒子の一部の従来使用と異なり、熱をレーザー光源からその環境に移して２つの生体組織又は合成ポリマー間の溶接を促進するためではなく、粘着剤として使用する。
【０１７４】
本発明は、より具体的には、非自己接着性ヒドロゲルの糊付けを対象とする。自己接着性は、２本の指の間で２片のゲルを押し付けて、一部を持ち上げるとゲル片が接着しているか、分離するかを観察することによって簡易的に試験することができる。従来から知られる自己接着性ヒドロゲルの中でも、ポリマー／粘土ナノコンポジットを挙げることができる。しかし、本発明によれば、ナノ粒子組成物を使用して、自己接着性ヒドロゲルと別の物品との間の接着を増加させることができる。
【０１７５】
ヒドロゲルは、より複雑な物品の一部であってもよい。
【０１７６】
例えば、いくつかの実施形態において、ヒドロゲルは、生物医学的プロテーゼ及び組織工学の足場として又は美容若しくは皮膚科用パッチとして使用され、生物活性分子の放出制御を提供する、織布又は不織布に関連する。これらは生分解性であってもよく、又は自然界になくてもよく、小孔径、高空隙率及び高表面積を有するための電界紡糸等の多数の製造方法によって得られる。会合は、ヒドロゲルと布地との接着又はヒドロゲル中の布地の含有の結果得られる。
【０１７７】
−他の物品：
本発明に使用される他の物品は、ヒドロゲルと接着させることが望まれる任意の材料であってよい。他の物品の材料の選択は、分極率及びナノ粒子が吸着され得る材料に応じる。他の物品の材料は、ヒドロゲル、ガラス、ポリマー、生体組織、金属から選択され得る。
【０１７８】
他の物品がヒドロゲルである場合、第１のヒドロゲルと同一であっても異なっていてもよい。例えば、本発明による糊付け法のために、化学特性が同一である又は類似しており、所与の特性（濃度、ｐＨ、イオン強度）に勾配を与えるヒドロゲルの重ね合わせを含む集合体の生成が可能である。或いは、化学特性が異なるゲルの集合体を作製することができる。
【０１７９】
ヒドロゲルを糊付け又は接着させることができるポリマーの中でも、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【０１８０】
ヒドロゲルは、本明細書で開示する方法によってガラスに接着するように作製することが可能である。このタイプの集合体は、マイクロ流体、バイオチップ、ゲル浸透装置等のような実験器具が対象となる。好ましくは、ヒドロゲルを糊付けする前に、ガラスを、プラズマ処理のような、その表面に反応性機能を形成させることが好都合な処理に投じる。
【０１８１】
糊付けする前、ナノ粒子が吸着され得るように、ナノ粒子組成物のｐＨ及びｐＫａに応じて、具体的には抗菌性化合物、カチオン性化合物によって表面処理してもよい。
【０１８２】
ヒドロゲルは、皮膚又は爪等の生体組織に接着するように作製することが可能である。例えば、皮膚に適用する前に、ナノ粒子の水性懸濁液をゲル表面に塗ることによって、ヒドロゲル中に美容又は治療用有効成分を含有するパッチを皮膚に接着させることができる。したがって、連続的若しくは遅延、持続放出型の有効成分を実現できる。ヒドロゲル性の人工爪を爪に接着させることができる。ヒドロゲル材料の医療用電極も、この方法によって皮膚に接着させることができる。ヒドロゲルを含む暫間又は永久的プロテーゼデバイスは、血管等の任意の組織に接着させることができ、ナノ粒子は縫合及び／又は生体組織の自己修復を可能にするのに十分な接着を作製することができる。組織修復用ヒドロゲルは、火傷した皮膚等の損傷組織に接着させることができる。
【０１８３】
また、パッチ又はドレッシング、インプラント、コンタクトレンズ、医療用電極等の物品を製造する際、同じ糊付け法を使用して、ヒドロゲルを機械的支持体（例えば、ポリマー薄膜、不織布ポリマーネットワーク）に接着させることができる。
【０１８４】
同じ方法を用いて、ヒドロゲルコンポジットを製造してもよく、又は強化用繊維（短繊維、長繊維、交互編み繊維、不織布マット又は発泡体、積層強化複合材料又は分散性充填剤）としてゲルと充填剤との間に良好な接着を確保するためのコーティングとしてナノ粒子溶液を使用して、ヒドロゲルを強化してもよい。
【０１８５】
−事故後又は外科的介入中の損傷臓器を修復するために、ナノ粒子懸濁液によって、ゲル又はゲル様の性質を持つ２部の臓器間の接着を構築することができる。次いで、臓器は、細胞の転移増殖によって自己修復が可能である。また、縫合のために２部の臓器を一時的にまとめて維持するためにナノ粒子懸濁液を使用してもよい。現在、自己修復を果たすまで臓器を布で包むことによって傷害肝を修復する。しかし、このような方法には、布の存在が原因で感染のリスクが存在する。外科手術用糊としてナノ粒子懸濁液、特に親水コロイド状シリカの懸濁液の使用は、多数の利点、すなわち安全性、安価、有効性、使いやすさをもたらす。
【０１８６】
−ヒドロゲルを物品に糊付けするための方法：
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着させる若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
を含む、方法を対象とする。
【０１８７】
本発明による方法は、非常に単純である。所望の組成のナノ粒子組成物を調製する、又は市販の組成物を使用する。このナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用する。ナノ粒子が適用されたヒドロゲルの面を物品に適用する。当業者の知識に基づく適用は、面の間に蓄積させる、面を接触させる、面間の接触をもたらすように接近させることを意味する。
【０１８８】
好適な変形形態によれば、組成物は、ナノ粒子の水性懸濁液である。
【０１８９】
別の実施形態によれば、組成物は、粉末組成物である。
【０１９０】
好適な一変形形態によれば、ナノ粒子は、固体ナノ粒子である。
【０１９１】
典型的には、本発明のナノ粒子の調製物は、従来技術を用いて適用する。コーティング法、ディッピング法、噴霧法、塗布法、溶媒キャスト法が可能な手法である。より特定すると、前記適用は、手動式適用、塗布器による適用、器具を用いた適用、人力噴霧による適用、エアゾールスプレーによる適用、シリンジによる適用、エアレスチップによる適用、ガスアシストチップによる適用、経皮適用、表面適用、局所適用、内服適用、腸内適用、非経口適用、保護適用、カテーテル適用、内視鏡的適用、関節鏡適用、カプセル化足場適用（encapsulation scaffold applying）、ステント適用、創傷包帯適用、血管パッチ貼付、血管移植による適用、画像誘導による適用、放射線適用、はけ塗り、ラッピング適用（wrap applying）、又はドリップ適用（drip applying）である。
【０１９２】
一変形形態によれば、ナノ粒子の組成物を物品に適用し、ナノ粒子が適用された物品の面をヒドロゲルに適用する。この変形形態によれば、物品は、ナノ粒子組成物をヒドロゲルに適用するために使用されるビヒクルである。この変形形態によれば、ナノ粒子組成物をヒドロゲルに適用することと、ヒドロゲルを物品に接触させることとを１つの単一ステップで達成する。
【０１９３】
また、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させる方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
を含む方法も対象とする。
【０１９４】
特に皮膚適用のための、いくつかの実施形態において、典型的には、（例えば、温度、物理的圧力、浸透圧等の変化に起因して）組織に接触したときに、ナノ粒子を（例えば、粉末又は溶液の形態で）放出する能力を有する、複数のカプセル剤（例えば、ナノカプセル剤）を有するパッチ、ドレッシング、エラストプラスト又はバンドエイドからなる群から選択される手段によって組織上にナノ粒子を蓄積することができる。次いで、しばらくして後に、手段を取り出すことができ、材料又は組織を、ナノ粒子が吸着された組織に接近させることができる。
【０１９５】
加熱せずに、特に室温又は体温を、一部の従来技術による方法（ＷＯ０３／０２６４８１）との差にせずに、接着を実現する。
【０１９６】
合成及び生物学的ヒドロゲルは両方とも、ナノ粒子溶液の液滴をゲル表面上に塗った後で２片を接触させるだけで、室温又は体温で強力且つ迅速な接着が実現される。
【０１９７】
或いは、既知の手段によって粉末組成物を表面に拡げて、余分な（吸着されなかった）粉末を除去する。
【０１９８】
過剰のナノ粒子組成物をヒドロゲル表面上に拡げた場合、処理された面のヒドロゲルを物品と接触させる前に過剰分を取り除くことができる。或いは、物品とヒドロゲルを押して、過剰の組成物を除去する。
【０１９９】
好適な変形形態によれば、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルを少なくとも１種の他の物品に糊付けするための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと、
ｃ−過剰のナノ粒子組成物を除去するステップと
から本質的になる方法を更に対象とする。
【０２００】
ステップｂ及びステップｃは、任意の順番で実現し得る。
【０２０１】
また、本発明は、上で開示した方法のいずれかであって、ヒドロゲルの表面で吸着できるナノ粒子を選択する予備ステップ（ステップａの前）を含む方法にも関する。
【０２０２】
本発明は、ステップａの前に、他の物品の表面で吸着できるナノ粒子を選択するステップを含む方法を更に対象とする。
【０２０３】
ヒドロゲル又は他の物品の表面へのナノ粒子の接着の確認は、例えば、上で開示した方法のいずれか、特にＦＴＩＲ−ＡＴＲ、ＳＥＭ、又は熱等温線の方法によって実現できる。
【０２０４】
本発明は、接着が４０℃以下の温度で実現される方法を更に対象とする。集合体の接着は、当業者に知られる任意の方法によって確認でき、実施例が実験の部で挙げられている。好ましくは、接着は、３８℃以下の温度で実現される。
【０２０５】
集合体が２つの合成材料で構成される場合、接着は、室温以下の温度で実現されることが好ましい。
【０２０６】
集合体が、生体組織と別の生体組織又は別の材料とからなる場合、接着は、体温以下の温度で実現されることが好ましい。
【０２０７】
ヒドロゲルを乾燥する任意選択のステップは、ヒドロゲルの完全乾燥又は不完全乾燥を含むことができる。この方法が、ステップａとステップｂの間にヒドロゲルを乾燥するステップを含む場合、ヒドロゲルを他の物品に適用する前に、ヒドロゲルを水和するステップも含めてよい。方法が、ステップａとステップｂの間にヒドロゲルを乾燥するステップを含む場合、乾燥ヒドロゲルを他の物品に直接適用してもよい。特に、前記他の物品そのものを水和する場合、ナノ粒子層及びヒドロゲルの水和をもたらすことができる。
【０２０８】
本発明による方法は、ステップａ（ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの１つの面に適用するステップ）とステップｂとの間に、以下のステップ：
ヒドロゲルを滅菌するステップ、
ヒドロゲルをパッケージングするステップ、
ヒドロゲルを保存するステップ
のいずれかを含めてもよい。
【０２０９】
本発明は、ステップｂの間又はその後、ヒドロゲルと他の物品との集合体に圧力を印加するステップを含む方法を更に対象とする。
【０２１０】
本発明は、ナノ粒子組成物が、ナノ粒子の水性ディスパージョン及び粉末から選択される方法を更に対象とする。
【０２１１】
本発明は、ヒドロゲルと皮膚とを糊付けする美容方法を更に対象とする。
【０２１２】
各生体組織をまとめて糊付けする場合又は生体組織と別の物品とを糊付けする場合、ナノ粒子の水性懸濁液を使用することが好ましい。この選択は、粉末のナノ粒子と比べて、瘢痕化を改善する。
【０２１３】
ヒドロゲルと他の物品とを接触させた直後、ヒドロゲルの位置を動かしてもよく、感圧接着剤のような作用をする。幾分かの時間が経過した後、接着は強まり、ヒドロゲルは剥がれることが不可能になる。
【０２１４】
好適な変形形態によれば、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルを少なくとも１種の他の物品に糊付けするための方法であって、レーザー照射に晒す必要がない方法を対象とする。
【０２１５】
好適な変形形態によれば、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルを少なくとも１種の他の物品に糊付けするための方法であって、レーザー照射への曝露を含まない方法を対象とする。
【０２１６】
好適な変形形態によれば、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルを少なくとも１種の他の物品に糊付けするための方法であって、ナノ粒子を加熱することを含まない方法を対象とする。
【０２１７】
有利には、ヒドロゲルを別の物品に糊付けするための方法に使用するナノ粒子組成物は、上で開示した特性を示す。
【０２１８】
ヒドロゲルの表面に蓄積したナノ粒子の量は、有利には、０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｍｇ／ｍ２である。ナノ粒子のサイズに応じて、表面の被覆率を調節すべきである。これらの値は、好ましくは小粒子の場合、１ｍｇ／ｍ２から、好ましくは大粒子の場合、最大０．２ｍｇ／ｍ２まであってよい。大粒子（典型的には約３００ｎｍ）の場合、被覆率は大きく、約４ｇ／ｍ２である。小粒径の粒子（約２ｎｍの直径）の場合、被覆率は好ましくは、約１０ｍｇ／ｍ２である。
【０２１９】
ナノ粒子溶液の液滴を１つの面に拡げるとき、表面積当たりに「蓄積された」ナノ粒子の量は、（実施例に例示する通り）１０ｇ／ｍ２よりかなり大きくなる。しかし、糊付けする２つの物体を押し付けて接触させ、溶液は基本的に接合部の外側に押し出される。したがって、本質的には、物体の表面上に吸着された（付着した）粒子のみが界面に存在し、接着をもたらす。したがって、接触させた（物体を押し付けた）後、粒子の濃度は（基本的に）０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２の区域内であるべきである。血流の存在下、又は多孔質ゲル若しくは多孔質組織を糊付けするとき、過剰の粒子は更に洗い落とす。したがって、蓄積されたとは、吸着された、付着した、置かれた、又は単に存在することを意味するように見える。
【０２２０】
好ましくは、最適な接着は、ナノ粒子表面上の高密度単層に得られると考えられる。被覆密度は、ＡＴＲ−ＦＴＩＲ又はＳＥＭによって集合体上で評価できる。
【０２２１】
いくつかの実施形態において、表面に蓄積されたナノ粒子の容量は、０．０１〜５μＬ／ｍｍ２の範囲である。
【０２２２】
「ナノ粒子の層」は、単層又は数枚の層を意味する。１つ又は複数の層のナノ粒子は、連続的であっても非連続的であってもよい。
【０２２３】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子、接着すべき２つの表面（すなわち、２つの合成材料、２つの組織表面、組織表面と材料表面）上に蓄積され、吸着される。しかし、好ましい実施形態において、１つだけの面がナノ粒子を吸着する。例えば、材料を組織に接着する必要があるとき、ナノ粒子は、組織表面ではなく、材料表面に吸収されるのが好ましい。
【０２２４】
いくつかの実施形態において、単層のナノ粒子だけを得ることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態において、ヒドロゲルの面を物品に適用するステップｂは、手動接近、機械的接近、縫合接近、ステープル接近、網目状合成織物接近、生物学的メッシュ接近合、横接近、縦接近、エンド・ツー・エンド接近、又はオーバーラッピング接近を含む。
【０２２５】
接着を作製するか又は増加させるためには、集合体を構成する２つの材料を一定時間かけて接触させておかなければならないことは、当業者であれば周知のことである。当業者にとって、接着を作製するか又は増加させるために、多少重い圧力を集合体に印加してもよいことは周知である。
【０２２６】
いくつかの実施形態において、ステップｂ中又はその後、５秒から２分、好ましくは１０秒から１分、より好ましくは２０秒から５０秒の範囲の時間、２つの表面を互いに適用し合うか又は互いに接触させる。
【０２２７】
いくつかの実施形態において、ステップｂ中又はその後、２つの接触した表面は、５秒から２分、好ましくは１０秒から１分、より好ましくは２０秒から５０秒の範囲の時間、圧力を受ける。
【０２２８】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子を単にヒドロゲルの表面上に吸着させただけで、後続して他の物品に適用する。
【０２２９】
典型的には、材料を組織上に接着したい医師は、ナノ粒子を材料の表面に吸着させることによって材料を上記の通りに調製する。次いで、材料及び組織の各表面が互いに接着するのに十分な時間かけて材料と組織とを接近させる。
【０２３０】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子を予めヒドロゲルの表面上に吸着させる。これに応じて、本発明は、工業方法で調製でき、適切に保管できる、すぐに使える合成ヒドロゲルの使用を包含する。
【０２３１】
使用者は、ヒドロゲルを他の物品に接着したいときは、単に材料を放出して本方法のステップｂを進める必要があるだけである。
【０２３２】
このような実施形態は、いくつかの変形形態を含む。
【０２３３】
吸着ナノ粒子を含むヒドロゲルを湿潤状態で保存していた場合、いかなる調製もせずに使用することができる。例えば、材料は、適用前に水和する必要がない。したがって、ヒドロゲル等の材料は、組織又は別の物品へ直接適用することができ、自動的に接着する。
【０２３４】
吸着ナノ粒子を含むヒドロゲルを乾燥状態で保存していた場合、他の物品そのものが濡れている場合、これもいかなる調製もせずに使用することができる。この場合、材料を適用前に水和する必要がない。例えば、乾燥ヒドロゲルは、着床部位に存在する生体液（例えば血液、リンパ液、滲出液）との接触、又は別の合成ヒドロゲル中に存在する水との接触で、自然に膨潤する。
【０２３５】
吸着ナノ粒子を含むヒドロゲルを乾燥状態で保存していた場合、材料は、適用前に水和する必要があり得る。
【０２３６】
ステップａにおいて、ヒドロゲルを典型的には上記の通りに調製する。例えば、ヒドロゲルを、ナノ粒子をヒドロゲルの表面に吸着させるのに十分な時間、ナノ粒子の水性懸濁液中に投入してよい。或いは、予めナノ粒子の水性懸濁液に浸したブラシを用いて、幾分かのナノ粒子をヒドロゲルの表面上に蓄積させる。ナノ粒子の水性懸濁液はまた、ヒドロゲルの表面上に噴霧してもよい。次いで、ヒドロゲルを乾燥し、任意選択により凍結乾燥し、滅菌し、パッケージ化し、後で使用するために適切に保存することができる。いくつかの実施形態において、ナノ粒子粉末をヒドロゲルの表面上に（例えば噴霧することによって）分散し、次いで過剰分を洗い落とす。次いで、ヒドロゲルを任意選択により凍結乾燥し、滅菌し、パッケージ化し、後で使用するために適切に保存する。
【０２３７】
実験の部で例示する通り、本発明者らは、化学的性質又は剛性が同一であるか又は異なるかのいずれかであるヒドロゲルの塊をまとめた強力な結合を実現した。
【０２３８】
本発明による方法は、非常に簡易であるという利点を有する。これには、ｐＨの調節、ナノ粒子組成物の適用後の乾燥、例えばレーザー照射によるナノ粒子の活性化又は励起等の追加のステップを必要としない。
【０２３９】
驚くべきことに、既に組成物で処理したヒドロゲル、例えばナノ粒子の懸濁液を他の物品と接触させるステップは、水中で実現することができる。２つの要素の良好な接触は、この変形形態に従って得られる。集合体を水に浸したときに膨潤平衡にないゲルの場合、ゲルとボンド層は両方とも膨潤する。
【０２４０】
好適な変形形態によれば、完全に膨潤したゲルを糊付けするために、ナノ粒子組成物を適用する前に、表面層を若干乾燥させる。或いは、完全に膨潤したゲルは、ナノ粒子を適切に選択することによって（サイズ及び親和性）、糊付けすることができる。
【０２４１】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着させる若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させる方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、ヒドロゲルの少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有するヒドロゲルの面を物品に適用するステップと
から本質的になる方法を更に対象とする。
【０２４２】
「から本質的になる」とは、他のステップが方法中に存在する場合、接着をそれほど妨げないことを意味する。例えば、ナノ粒子組成物を、ヒドロゲル及び他の物品の両方に適用する、この方法の変形形態は、この方法の範囲内に含まれる。最終的に、ナノ粒子組成物自体は、ヒドロゲルとナノ粒子との間の界面に見出され、接着は、組成物を唯一ヒドロゲルに適用するときの場合と比べてさほど違わない。一方、ナノ粒子をレーザー励起によって加熱するような、別の規定のステップによって接着が実現する方法は、接着を実現するために他にもう一つの必須ステップを含む方法である。
【０２４３】
本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間を接着させる若しくは糊付けする又は接着を作製する若しくは接着を増加させるための方法であって、
ａ−ナノ粒子組成物を、物品の少なくとも１つの面に適用するステップと、
ｂ−ナノ粒子を保有する物品の面をヒドロゲルに適用するステップと
から本質的になる方法を更に対象とする。
【０２４４】
物品又はヒドロゲルが、ｉｎ  ｖｉｖｏの生体組織から選択される場合、方法は、外科方法又は治療方法である。これは、損傷臓器を修復する又はインプラント、プロテーゼ、パッチ又はドレッシングを生体組織に接着させる方法であってよい。或いは、これは、美容又は皮膚科用パッチの皮膚又は爪への適用を含む、美容又は皮膚科用方法であってよい。
【０２４５】
従来技術と比較して、本発明による方法は、別ステップでフィブリン糊を調製する必要なしに、ナノ粒子組成物を、２つの生体組織又は生体組織と別の物品を接着するために使用できるという利点を有する。
【０２４６】
実験の部で開示した通り、生体組織用の方法の約束を例示するために、子牛の肝臓片を糊付けし、たくさんの時間を要して、操作可能な集合体を得た。
【０２４７】
以下に例示する通り、本発明の方法は、非常に様々な医療用途に適用できる。特に本発明の方法は、以下の利点をもたらす。まず第一に、本発明の方法は、血液、リンパ液、滲出液、尿、胆液、腸内容物等の体液の存在下でもｉｎ  ｖｉｖｏで直接使用できる。これに応じて、本発明の方法は、普通はかん流した組織に適用することができる、又は漏出する組織（例えば、血液）に適用することができる。特に、本発明者らは、驚くべきことに、ナノ粒子が、その一部が体液、特に血液の存在によって流れるとしても、十分な接着性で、組織表面上に吸着できることを説明している。第二に、本発明の方法は、ナノ粒子を吸着する組織の物理的、化学的及び生物学的健全性を維持する利点を提供する。特に、本発明者らが例示する通り、吸着組織間又は材料（例えばヒドロゲル）と組織との間の組織拡散、例えば生体分子、細胞（例えば免疫細胞）又は流体の循環を防止する物理的バリアを作製しない（一般に、シアノアクリレートで作られる糊で見られる）。特に、組織の物理的性質、特に組織の弾性が維持される。第三に、本発明の方法は、処理が非常に容易であり、非常に異なる条件（温度、体液の存在、活動中の臓器又は組織（例えば、鼓動を打つ心臓）等）で非常に迅速に実施できる。本発明の方法によって提供される接着は、永久的接着であっても一時的接着であってもよい。例えば、当業者は、本発明の方法を外科手術中に実施でき、これにより外科医が、縫合、メッシュ又はステープルで凝血集合体を安定化するまで、血管の漏出を緊急に防止できることが想定できる。
【０２４８】
これに応じて、いくつかの実施形態において、本発明の方法は、対象の第１及び第２の組織間の不具合を封じるのに特に好適である。
【０２４９】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、例えば、微生物汚染、感染、化学物質若しくは薬物曝露、炎症、又は転移に対するバリアを設ける上で特に好適である。
【０２５０】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、第２の組織表面に対する第１の組織表面の傾斜を安定化させる上で特に好適である。
【０２５１】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、例えば、縫合、ステープル、機械的固定筋、又はメッシュによって実現される第１及び第２の組織表面の健全性を強化する上で特に好適である。
【０２５２】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、出血の制御を実現する上で特に好適である。
【０２５３】
いくつかの実施形態において、本発明の方法は、例えば、出血を制御する薬物、感染若しくは悪性腫瘍を治療する薬物、又は組織再生を促進する薬物等の薬物を輸送する上で特に好適である。
【０２５４】
一実施形態によれば、物品及びヒドロゲルはいずれも、ｉｎ  ｖｉｖｏでの生体組織から選択されない。
【０２５５】
この実施形態によれば、物品又はヒドロゲルは、独立に、ｅｘ  ｖｉｖｏ又はｉｎ  ｖｉｖｏで単離された又は培養された生体組織から選択されるか、又はこれらを含んでよい。物品又はヒドロゲルはまた、独立に、非ヒト及び非動物を起源とする合成材料又は天然材料で構成されてよい。
【０２５６】
−ヒドロゲルと物品との集合体：
また、本発明は、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との間の界面が、ナノ粒子層である、又はナノ粒子層から本質的になる、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品との集合体をも対象とする。本発明による集合体において、少なくとも１種のヒドロゲルと少なくとも１種の他の物品が生体組織である場合、これは、単離組織又は培養組織である。「から本質的になる」とは、界面に他の要素が存在する場合、これらがそれほど接着に干渉しないことを意味する。
【０２５７】
ナノ粒子の層は、単層又は多層のナノ粒子を意味する。
【０２５８】
集合体において、界面におけるナノ粒子の濃度は、好ましくは０．１ｍｇ／ｍ２〜１０ｇ／ｍ２、有利には、好ましくは小粒子では１ｍｇ／ｍ２、大粒子では最大０．２ｇ／ｍ２である。
【０２５９】
このような集合体は、非限定的には、マイクロ流体装置、バイオチップ、ゲル浸透装置、作動ゲル集合体、食用ゲル集合体、化粧品用又は製薬用パッチ又はドレッシング、バイオセンサー、医療用電極、コンタクトレンズ、インプラント、プロテーゼから選択することができる。
【０２６０】
本発明は、ヒドロゲルと物品との間の接着が、湿気に対して耐性であることに注目すべきである。糊付けされた集合体は、水中の浸漬及び膨潤に耐えることができる。
【０２６１】
更に、集合体は、接着によって保持し、溶接又は他の任意の機構がないことに注目すべきである。
【０２６２】
集合体の好適な変形形態によれば、ナノ粒子は、加熱できない、特にレーザー励起法によって加熱できない材料から選択される。例えば、これらは、有機ナノ粒子及び粘土、ケイ酸塩、アルミナ、シリカ、カオリン、グラフト化カーボンナノチューブ、グラフト化セルロースナノ結晶、ヒドロキシアパタイトから選択してもよい。
【０２６３】
本発明による集合体の調製を、図１に例示する。図１ａ：２つのヒドロゲル（１）及び（２）は、間にナノ粒子の層（３）を挟んで、反対位置に置く。２つのヒドロゲルを押さえ付け、双方をナノ粒子（３）と接触させる。接着層において、ナノ粒子（３）は、ゲル片（１）及び（２）間の連結体として作用し、ゲル鎖（１．１）（２．１）は異なる粒子を架橋する（図１ｂ）。
【０２６４】
−キット：
本発明は、ヒドロゲルを物品に糊付けするキットであって、少なくともヒドロゲルと少なくともナノ粒子の組成物、好ましくは水性懸濁液とを含むキットをも対象とする。
【０２６５】
この変形形態によれば、ヒドロゲルが生体組織である場合、これは培養又は単離組織である。
【０２６６】
好ましくは、この変形形態によれば、ヒドロゲルは合成ヒドロゲルである。
【０２６７】
有利には、ヒドロゲルを別の物品に糊付けするための方法に使用するナノ粒子懸濁液は、上で開示した特性を示す。
【０２６８】
或いは、ナノ粒子組成物は、ナノ粒子粉末組成物である。
【０２６９】
キット中で使用するナノ粒子は、ヒドロゲルの表面で吸着できる。
【０２７０】
いくつかの実施形態において、キットは、ナノ粒子を、ヒドロゲル及び／又は他の物品の表面上に分布させる手段を含む（例えば、ドリッパー、スプレー、真空、ピペット又は密封ピペット、パッチ、ドレッシング、エラストプラストバンドエイド又はブラシ）。
【０２７１】
前記キットは、ヒドロゲルとナノ粒子組成物を別々にコンディショニングし、これらの使用を最適化させる２つ以上の区画を含
んでよい。例えば、キットは、独立した区画にパッケージ化したヒドロゲルと、適当な分布手段（例えば、ドリッパー、スプレー又はブラシ）によってナノ粒子懸濁液を含めたフラスコとの集まりを含んでよい。或いは、１種のヒドロゲルと、前記ゲルを糊付けするための適当な量のナノ粒子懸濁液とを含んでよい。前記キットにおいて、ヒドロゲルは、より複雑な物品の一部であってもよい。一例として、ヒドロゲルが、化粧品又は皮膚科用パッチ、又はドレッシングの一部であるキットがある。このような物品は、一般に、ヒドロゲルに加え、別の材料の足場を含む。
【０２７２】
これに応じて、本発明によるキットの更なる実施形態は、幾分かのナノ粒子が、材料の少なくとも１つの表面上に吸着される、上記のヒドロゲルに関する。前記ヒドロゲルは、乾燥又は湿潤状態で保存してよく、後で使用するために適切に保管される。典型的には、ヒドロゲルは、予め滅菌し、パッケージ化しておいた。
【０２７３】
変形形態によれば、本発明は、好ましくはナノ粒子懸濁液から本質的になる少なくとも１種のナノ粒子組成物と、縫合針、縫合ストリップ、縫合ステープル、プロテーゼ、インプラントから選択される少なくとも１種の物品とを含む、外科用キットをも対象とする。２部を、無菌容器中でコンディショニングする。ナノ粒子の懸濁液は、２部の臓器又は臓器と医療機器（例えば、プロテーゼ）とを一時的に糊付けするために使用できるので、これらは補完的である。前記糊付けは、既知の方法による縫合を容易にする。前記外科用キットは、例えばヒドロゲル等、他の任意の物品の使用を含んでよい。キット中で使用するナノ粒子は、有利には、生体組織に吸着できる。
【０２７４】
いくつかの実施形態において、外科用キットは、ヒドロゲル及び／又は他の物品の表面上にナノ粒子を分布させる手段（例えば、ドリッパー、スプレー、真空、ピペット若しくは密封ピペット、パッチ、ドレッシング、エラストプラストバンドエイド又はブラシ）を含む。
【０２７５】
本発明を、好ましい実施形態を参照して説明してきた。しかし、多くの変更が、本発明の範囲内で可能である。
【０２７６】
−実験の部：
Ｉ−方法概要
−ナノ粒子懸濁液：
Ｓｉｌｉｃａ  Ｌｕｄｏｘ（登録商標）ＴＭ−５０、ＨＳ−４０及びＳＭ−３０水溶液を、それぞれ、濃度：５２、４０及び３０ｗｔ％、ｐＨ：９、９．５及び１０、ＳｉＯ２／Ｎａ２０比：２００〜２５０、８９〜１０１及び４５〜５６、半径：約１５、９及び５ｎｍで、Ａｌｄｒｉｃｈから購入し、すぐに使用した。
【０２７７】
Ｓｔｏｂｅｒ等の方法（Ｗ．Ｓｔｏｂｅｒ  Ｗ．、Ａ．Ｆｉｎｋ、Ｅ．Ｂｏｈｎ、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６、６２〜６９（１９６８））を用いて、シリカ粒子ＡＬ−３０を合成した。特に、６００ｍＬの無水エタノール及び３６ｍＬの水酸化アンモニウム溶液（水中３５ｗｔ％）を丸底フラスコに添加し、５分間攪拌した。次いで、１８ｍＬのＴＥＯＳを素早く注ぎ、結果として得られる溶液を室温で終夜攪拌した。遠心分離（８５００ｒｐｍ、４５分）によりシリカ粒子を取り出し、無水エタノールで洗浄し、後続して４回サイクルの遠心分散を行った。最終的に、シリカ粒子は、１００℃で３時間かけて自然乾燥した。動的光散乱（ＤＬＳ）及び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、粒子特性評価を実施した。粒子流体力学半径（ＤＬＳ）は約６０ｎｍであり、多分散指数は約４％であった。ＴＥＭ画像分析から決定した半径は約５０ｎｍであった。ＡＬ−３００大粒子は、同じ方法を用いて調製した。この場合、９０ｍＬの無水エタノール、９０ｍＬの脱イオン水及び１４ｍＬの水酸化アンモニウム溶液（水中３５ｗｔ％）を丸底フラスコに添加し、５分間攪拌した。次いで、５６ｍＬのＴＥＯＳを素早く注ぎ、結果として得られる溶液を室温で終夜攪拌した。ＤＬＳによって決定した粒子流体力学半径は約２００ｎｍであり、多分散指数は約４％であった。別段指定されない限り、ＡＬ３０及びＡＬ３００ナノ粒子は、３０ｗｔ％（ｐＨ＝８．５）の脱イオン水に溶解して使用した。
【０２７８】
末端グラフト化ポリ（オキシエチレン）鎖（ＰＥＧ化シリカナノ粒子）ＪＬ−１００によって安定化されたシリカナノ粒子の合成は、Ｔｏｏｎらの方法（Ｔｏｏｎ  Ｔ．−Ｊ．、Ｋｉｍ  Ｊ．Ｓ．、Ｋｉｍ  Ｂ．Ｇ．、Ｙｕ  Ｋ．Ｎ．、Ｃｈｏ  Ｍ．−Ｈ．、Ｌｅｅ  Ｊ．−Ｋ．、Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｐｏｓｓｅｓｓｉｎｇ  ａ  「ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｔｏｒ  ｅｆｆｅｃｔ」  ｆｏｒ  ｄｒｕｇ  ｏｒ  ｇｅｎｅ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．、２００５、４４、１０６８〜１０７１頁）を用いた２ステップで実施した。第１のステップでは、ポリ（エチレングリコール）トシレート（２ｇ、Ｍｎ＝２０００ｇ／ｍｏｌ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）と２０ｍＬのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）中のアミノプロピルトリエトキシシラン（０．１８ｇ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）とを反応させることによって、ＰＥＧ−シラン前駆体を得た。
【０２７９】
【化１】
2016530035.tif 000002
【０２８０】
１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデク−７−エン（ＤＢＵ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を添加することによってｐＨを１２に調節し、反応混合液を１００℃で８時間還流した。ＤＭＦが蒸発し、クロロホルム中に再分解した後、生成物を沈降させ、ｎ−ヘキサンで洗浄し、真空下で乾燥した。第２のステップでは、シリカナノ粒子を、Ｓｔｏｂｅｒの方法（Ｗ．Ｓｔｏｂｅｒ  Ｗ．、Ａ．Ｆｉｎｋ、Ｅ．Ｂｏｈｎ、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｐｈｅｒｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｍｉｃｒｏｎ  ｓｉｚｅ  ｒａｎｇｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｃｉｅｎｃｅ  ２６、６２〜６９頁（１９６８））に従って合成した。９．０ｍＬのオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）を、３００ｍＬのエタノール及び１８ｍＬの３５％アンモニアの混合物中に、室温で強く攪拌しながら添加した。こうして合成されたシリカナノ粒子は、ＤＬＳで測定して、約６７±３ｎｍの流体力学半径を有していた。２４時間後、ＰＥＧ−シラン前駆体（２ｍＬのメタノール中１ｇ）を添加し、ディスパージョンを６０℃に８時間加熱した。ＰＥＧ化シリカナノ粒子を、エタノール及び水で数回洗浄し、遠心分離し、８０℃で終夜乾燥した。ＪＬ−１００ＰＥＧ化粒子の流体力学半径は、ＤＬＳによって約７４±３ｎｍに決定された。ＪＬ−１０ナノ粒子を２０ｗｔ％（ｐＨ＝８．５）で脱イオン水中に溶解して使用した。
【０２８１】
多層カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、Ａｒｋｅｍａによって供給され（Ｇｒａｐｈｉｓｔｒｅｎｇｔｈ（登録商標）Ｃ１００）、硫酸で精製した。チミンでグラフト化されたＣＮＴ粒子（ＣＮＴ−Ｔｈｙ）は、Ｐｒｅｖｏｔｅａｕ，Ａ．、Ｓｏｕｌｉｅ−Ｚｉａｋｏｖｉｃ，Ｃ．＆  Ｌｅｉｂｌｅｒ，Ｌ．、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌｌｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｎａｎｏｔｕｂｅｓ．Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３４、１９９６１〜１９９６４頁（２０１２）の方法によって合成した。
【０２８２】
硫酸基及び水酸基を保有するセルロースナノ結晶（ＣＮＣ１）は、Ｂｏｎｄｅｓｏｎ，Ｄ．、Ｍａｔｈｅｗ，Ａ．＆  Ｏｋｓｍａｎ，Ｋ．Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ  ｆｒｏｍ  ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  ｂｙ  ａｃｉｄ  ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ．、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ  １３、１７１〜１８０頁（２００６）の方法によって調製した。セルロースナノ結晶ＣＮＣ２は、同じ方法を用いて調製したが、硫酸をクロル水素酸（chlorhydric acid）で置きかえた。所望の濃度（ＣＮＴ及びＣＮＣでは、それぞれ０．５ｗｔ％及び３ｗｔ％）に希釈した懸濁液を使用直前に３０分間超音波分解した。
【０２８３】
−ヒドロゲル：
ＰＤＭＡ及びＰＤＭＡナノコンポジットゲルは、Ｃａｒｌｓｓｏｎ，Ｌ．、Ｒｏｓｅ，Ｓ．、Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｍａｒｃｅｌｌａｎ，Ａ．の方法（Ｎａｎｏ−ｈｙｂｒｉｄ  ｓｅｌｆ−ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ  ＰＤＭＡ／ｓｉｌｉｃａ  ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ．  Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ６、３６１９〜３６３１頁（２０１０））によって調製した。ポリアクリルアミドヒドロゲルは、開始剤の過硫酸カリウム（ＫＰＳ）の８０℃での熱解離を利用した、アクリルアミドのインサイチュでの遊離基重合によって調製した。Ｎ，Ｎ‘−メチレンビスアクリルアミド（ＭＢＡ）を架橋剤として使用し、ＭＢＡ／ＤＭＡ比は、サンプルＳ０．１、Ｓ０．５、Ｓ１．０及びＳ１．５の場合、それぞれ、０．１、０．５、１及び１．５ｍｏｌ％であり、ＭＢＡ／ＡＡｍはＡ０．１ゲルの場合０．１ｍｏｌ％であった。準備状態で、ゲルマトリックス水和は８７．７ｗｔ％で固定した。ゲルの自己接着を非常に弱くするネットワーク欠陥を回避するために、窒素条件下で合成を行うことが重要である。ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲルの場合、ＭＢＡ／ＤＭＡ比は０．１であった。ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲルとは対照的に、Ｍ０．１は窒素条件下で合成されたが、グローブボックス中ではなかった。以下の表に示す通り、Ｓ０．１ゲルと比較したとき、Ｍ０．１ゲルは、弾性ヤング係数がやや低く、平衡膨潤が高い。これは、ネットワーク構造中のペンダント鎖の存在を示唆する（Ｊ．Ｂａｓｔｉｄｅ、Ｃ．Ｐｉｃｏｔ、Ｓ．Ｃａｎｄａｕ、Ｔｈｅ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  ｐｅｎｄｅｎｔ  ｃｈａｉｎｓ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ  ａｎｄ  ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｓｗｏｌｌｅｎ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ、Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．：Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｅｄ．１７、１４４１〜１４５６頁（１９７９））。Ｍ０．１ゲルは、自己接着性が弱い。
【０２８４】
ゼラチン（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  １、ＶＶＲ）ゲルを、２３ｗｔ％水溶液を５０℃から室温に冷却することによって調製した。
【０２８５】
表１ａ及び１ｂは、ゲルの特性をまとめたものである。ここで、膨潤度Ｑは、水和ゲル容量と乾燥ポリマー容量との比として定義される。Ｅは、準備状態Ｑ０又は膨潤平衡条件下Ｑｅそれぞれでの引張係数を示す。
【０２８６】
【表１】
2016530035.tif 000003
【０２８７】
【表２】
2016530035.tif 000004
【０２８８】
特に、我々は、広範囲にわたる架橋密度及び弾性係数のための弾性ＰＤＭＡゲル特性を提示する。これらのＰＤＭＡゲルの合成では、０．０４１ｇの過硫酸カリウム（ＫＰＳ）及び２２．５μＬのＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンＴＥＭＥＤをレドックス開始剤として導入した。ポリアクリルアミドＡ０．１ゲルの調製では、２種の水溶液：４．５ｗｔ％のＫＰＳ及び１．２ｗｔ％のＭＢＡを調製した。先ず、ＭＢＡ溶液及びＡＡｍを２５℃の水に溶解した。ＫＰＳ溶液を添加し、１５分間、電磁式攪拌下で、均一な溶液を窒素でパージした。混合物を、窒素雰囲気下で、実験用に作った、予め密封しておいた型に最終的に移し、窒素雰囲気下に置いた。密封した型を８０℃のオーブン中に２４時間置いた。５０℃で２時間、攪拌しながら、ゼラチン粉末を脱イオン水に溶解することによって、ゼラチンゲルを調製した。ゼラチンの濃度は２３ｗｔ％であった。次いで、混合物を型に導入し、３０分間、室温で放置しておいた。試験前の２日間、型を６℃で保管し、試験前の１時間は室温に放置しておいた。
【０２８９】
−試験法：
重ね継ぎの幾何的形態：移動度は、重ね継ぎの端部から５ｍｍの距離に位置する２つのマーカー（白点）を追跡したビデオ式伸び計によって測定した。組立リボンの全長は４０ｍｍであった。ｗはゲルリボンの幅を意味し、ｈは厚さを意味する。ｌはオーバーラップ長である。
【０２９０】
走査電子顕微鏡写真は、電界放射型ＳＥＭ（Ｈｉｔａｃｈｉ  ＳＵ−７０）を使用して得た。
【０２９１】
速度１５０ｍｍ／分の１０Ｎロードセル及び光学式伸び計を装備したＩｎｓｔｒｏｎ５５６５引張試験機上で重ね剪断及び機械的試験を実施した。機械的試験では、ＰＤＭＡゲルサンプルを５０ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの長方形のリボン形状に切断した。単一の重ね剪断形状を、長さ１０ｍｍ×幅５ｍｍの継手と一緒に使用した。伸び計マーカーは、重ね継ぎの端部から５ｍｍに配置した。マーカー間の初期距離は、準備条件Ｑ０でのゲルでは約２０ｍｍであり、Ｑｅでのゲルではこれに対応して長くなった。組立リボンの全長は４０ｍｍであった。クランプ近くの系統的破壊を回避するために、ゼラチンサンプルは、ＩＳＯ４６６１−１規格に従い、２５ｍｍ×４ｍｍ×２ｍｍにサンプルを縮小してドッグボーン形状を有していた。重ね継ぎの寸法は１０ｍｍ×４ｍｍであった。
【０２９２】
剥離による界面破壊が生じるとき、測定した接着破壊力Ｆから接着エネルギーを計算することができる（Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１；Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．、Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｈｏｒｔ  Ｌａｐ  Ｊｏｉｎｔｓ．、Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ７、１３７〜１４０頁（１９７５））：Ｇａｄｈ＝３（Ｆ／ｗ）２／（２Ｅｈ）（式中、ｗ及びｈは、それぞれ、リボンの幅及び厚さを意味し、Ｅは引張係数である）。
【０２９３】
Ｉｎｓｔｒｏｎ機を使用し、古典的切欠き形状を用いて、破壊試験を実施した。この目的のために、刃を使用して長方形サンプルの中心に切り込みを入れた。各切欠きは光学顕微鏡法によって測定して、正確な長さ（ｃ）、約１ｍｍを決定した。引張試験に用いたものと同じ手順を実施した。歪み速度は０．０６ｓ−１に定め、力及び移動度のデータを記録した。切欠き試料の場合では、Ｒｉｖｌｉｎ、Ｔｈｏｍａｓ及びＧｒｅｅｎｓｍｉｔｈが、破壊エネルギーを決定した：ＧＩＣ＝２ＫＷ（λｃ）ｃ（式中、Ｗは歪みエネルギー密度であり、λｃは破壊時の伸張率であり、ｃは亀裂の初期の長さである）。（Ｒｉｖｌｉｎ，Ｒ．Ｓ．、Ｌａｒｇｅ  Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ４．Ｆｕｒｔｈｅｒ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｔｈｅｏｒｙ．Ｐｈｉｌｏｓｏｐｈｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｏｙａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｌｏｎｄｏｎ  Ｓｅｒｉｅｓ  ａ−Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、１９４８．２４１（８３５）：３７９〜３９７頁；Ｇｒｅｅｎｓｍｉｔｈ，  Ｈ．Ｗ．、Ｒｕｐｔｕｒｅ  ｏｆ  ｒｕｂｂｅｒ．Ｘ．Ｔｈｅ  ｃｈａｎｇｅ  ｉｎ  ｓｔｏｒｅｄ  ｅｎｅｒｇｙ  ｏｎ  ｍａｋｉｎｇ  ａ  ｓｍａｌｌ  ｃｕｔ  ｉｎ  ａ  ｔｅｓｔ  ｐｉｅｃｅ  ｈｅｌｄ  ｉｎ  ｓｉｍｐｌｅ  ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、１９６３．７（３）：９９３〜１００２頁）
熱等温線は、Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．及びＬ．Ｐｅｔｉｔ（２０１０）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ．Ｃ．Ｓ．Ｐａｔｒｉｃｋｉｏｓ．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｗｉｌｅｙ−Ｖ  Ｃ  Ｈ  Ｖｅｒｌａｇ  Ｇｍｂｈ．２９１〜２９２：１４４〜１５８の方法によって決定する。増加した量のポリマー（Ｎ−アクリルアミド、ＰＮＩＰＡ、ＰＥＯ）をナノ粒子懸濁液Ｌｕｄｏｘ  ＴＭ−５０に導入することによって、異なる系列のナノ粒子とポリマー鎖（ゲルと同じ化学的性質のもの）の混合物を調製した。次いで、ポリマー鎖がナノ粒子表面上に吸着されて平衡化するために十分な時間を与えるために、サンプルを数日間保管する。次いで、遠心分離によってナノ粒子を沈降化させ、滴定用に上澄みを回収する。上澄み（Ｃｐ）中の遊離ポリマー鎖の総濃度は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）を使用して若しくは全有機体炭素（ＴＯＣ）アナライザーを使用して滴定することによって、又は他の滴定法によって決定した。ナノ粒子表面上に吸着したポリマーの量（Γ、ｍｇ／ｍ２）を推定し、平衡ポリマー濃度に対してグラフ化する。
【０２９４】
Ｈｏｕｒｄｅｔ等において例示した等温線は、ＰＤＭＡ及びＰＮＩＰＡの両方が、シリカ表面を有するＰＥＯよりもエネルギー的に相互作用する証拠を即座に示す。ＰＤＭＡ及びＰＮＩＰＡの場合、強力な吸着型が、被覆率が低い粒子に観察され、Γ／Γｍａｘ＜０．５（Γ＜０．５〜０．７ｍｇ／ｍ２）の吸着ポリマー量が急増している。この型に後続して弱い相互作用領域（Γ／Γｍａｘ＞０．５）があり、最終的に２種のポリマー：Γｍａｘ≒１ｍｇ／ｍ２とほぼ同一のプラトー値に達する。同様なことがＰＥＯ鎖でも起こるが、プラトー値はΓｍａｘ≒０．６ｍｇ／ｍ２に達し、より小規模である。高被覆率の型（Γ／Γｍａｘ＞０．５、図１）にラングミュア等温線モデルを適用し、吸着平衡定数（Ｋ）を推定することができ、ＰＥＯからＰＮＩＰＡで増加が見られ、それぞれＰＤＭＡ：Ｋ＝３、６及び３０Ｌ．ｇ−１になる。
【０２９５】
これらの結果から、シリカナノ粒子溶液がＰＤＭＡゲルとＰＮＩＰＡＭゲルとを糊付けすることが可能であることが期待できる。しかし、シリカナノ粒子は、ポリ（アクリルアミド）ゲル上に吸着され、ポリ（アクリルアミド）ゲルに接着特性を付与するように変更することもできる（Ｐｅｆｆｅｒｋｏｒｎ，Ｅ．、Ａ．Ｃａｒｒｏｙ等（１９８５）．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  １８（１１）：２２５２〜２２５８）、又はｐＨを調節して、例えばアニオン性ポリアクリル酸（ＰＡＡ）ポリマーのシリカ表面への吸着を最適化することができる（Ｗｉｓｎｉｅｗｓｋａ，Ｍ．（２０１０）．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｎ  ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃａ−ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  ａｃｉｄ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、１０１（２）、７５３〜７６０．ｄｏｉ：１０．１００７／ｓ１０９７３−０１０−０８８８−４）。
【０２９６】
フーリエ変換赤外分光法（ＦＴＩＲ）は、減衰全反射法（ＡＴＲ）を併用する。
【０２９７】
Ｌｕｄｏｘ  ＴＭ−５０は、準備状態Ｑ０におけるＳ０．１ゲルで良好な接着特性を示す。一方、基質が最大膨潤平衡Ｑｅにあるとき、非常に弱い結合特性が得られる。
【０２９８】
Ｑ０におけるＳ０．１とＱｅにおけるＳ０．１のＬｕｄｏｘ  ＴＭ−５０の吸着特性を比較するためにＡＴＲ−ＦＴＩＲを使用した。この目的のために、含有するポリマー質量が同じである、片方がＱ０で他方がＱｅの２種のＳ０．１ゲルサンプルを使用した。両方のサンプルをＬｕｄｏｘ  ＴＭ−５０溶液に３０秒間浸し、次いで多量の脱イオン水に３日間浸漬させたが、１２時間毎に溶媒を交換した。ＡＴＲ−ＦＴＩＲ分析に先立って、膨潤させたＳ０．１サンプルを乾燥した（８０℃で２日間）。
【０２９９】
ダイヤモンド製ＡＴＲ付属品を装着したＢｒｕｋｅｒ  ＴＥＮＳＯＲ  ＴＭ２７分光計を使用して、フーリエ変換赤外分光法を実施した。図１３は、この調製法に投じたＳ０．１ゲルの表面のＡＴＲ−ＦＴＩＲスペクトルを示す。シリカナノ粒子の存在は、１１００ｃｍ−１バンドによって追跡され、Ｓ０．１ゲルが最大膨潤平衡にあるときよりも吸着性が低いことを明らかにする。接着特性はこの観察を裏付ける。シリカバンドの割り当ては、Ｐａｒｉｄａ等（Ｐａｒｉｄａ  ＳＫ、Ｄａｓｈ  Ｓ、Ｐａｔｅｌ  Ｓ、及びＭｉｓｈｒａ  ＢＫ．Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２００６；１２１（１〜３）：７７〜１１０）及び対照：８００ｃｍ−１δ（ＯＨ）シラノール；９７５ｃｍ−１ν（Ｓｉ−ＯＨ）；１１００ｃｍ−１νａｓ（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）；１６３０ｃｍ−１δ（Ｏ−Ｈ）分子の水から得られる。ゲルスペクトルは、ポリ（ジメチルアクリルアミド）ヒドロゲルのδｓ（ＣＨ３）に割り当てられた１４００ｃｍ−１バンドを使用して正規化した（（Ｓｅｋｉｎｅ  Ｙ及びＩｋｅｄａ−Ｆｕｋａｚａｗａ  Ｔ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２００９；１３０（３））及び対照（νは伸張であり、δは曲げモードである））。
【０３００】
走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）は、エネルギー分散Ｘ線（ＥＤＸ）分光法と組み合わせる。
【０３０１】
ＥＤＸは、サンプルの元素分析又は化学的特性評価に使用される分析技法である。表面の第１のマイクロメーターを調べる。サンプルの調製法は、ＡＴＲ−ＦＴＩＲ試験のものと同じである。図１４ａ及び１４ｂは、上に開示したプロトコルに従って調製したＳ０．１ゲル：Ｑ０におけるＳ０．１（ａ）及びＱｅにおけるＳ０．１（ｂ）の表面の形態及び元素分析を比較する。ＳＥＭ写真及びＥＤＸ結果は、シリカの吸着がＱｅにおけるＳ０．１で弱いことを確証する。
【０３０２】
ＩＩ−実験
実施例１
置換アクリルアミド由来の水溶性ポリマー、例えばポリ（ジメチルアクリルアミド）（ＰＤＭＡ）又はポリ（ｎ−イソプロピルアクリルアミド）は、シリカナノ粒子に容易に吸着し（Ｈｏｕｒｄｅｔ，Ｄ．＆  Ｐｅｔｉｔ，Ｌ．、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．２９１〜２９２、１４４〜１５８（２０１０））、一方、ポリ（アクリルアミド）鎖は、シリカ上に吸着しない（Ｇｒｉｏｔ，Ｏ．＆  Ｋｉｔｃｈｅｎｅｒ，Ｊ．Ａ．Ｒｏｌｅ  ｏｆ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｓｉｌａｎｏｌ  ｇｒｏｕｐｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｉｌｉｃａ  ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ  ｂｙ  ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ．Ｐａｒｔ  １．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｒａｎｓ．Ｆａｒａｄａｙ  Ｓｏｃ．６１、１０２６（１９６５））。接着剤としてのナノ粒子の概念を例示し、ゲル鎖の粒子上への吸着の重要性を試験するために、ポリ（ジメチルアクリルアミド）（ＰＤＭＡ）で構成されるＳ０．１及びポリ（アクリルアミド（ＰＡＡｍ）で構成されるＡ０．１ヒドロゲルを試験した。ゲルは両方とも、同じ架橋密度０．１モル％を有し、８８ｗｔ％の水を含有していた（表１）。ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲル及びＰＡＡｍ  Ａ０．１ゲルは両方とも、これら自体には接着しなかった。液滴１５μＬのＴＭ−５０シリカ懸濁液をＰＤＭＡゲル表面（ｗ＝５ｍｍ、ｌ＝１０ｍｍ）上に伸ばして塗り、別のＰＤＭＡ片を押し付けて重ね接合部を形成したとき、接触してから数秒後に強力な接着が観察された。対照的に、ポリ（アクリルアミド）ゲルの場合、かなり長時間力いっぱい押し付けても、これら自体の重さを保持する重ね接合部を作ることはできず、したがってゲル鎖のナノ粒子上への吸着が不足すれば糊付けが妨げられることを確証した。
【０３０３】
シリカ表面は、Ｐｅｆｆｅｒｋｏｒｎ，Ｅ．、Ａ．Ｃａｒｒｏｙ等（１９８５）、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  １８（１１）：２２５２〜２２５８に記載される通りにポリ（アクリルアミド）鎖の吸着が可能になるように変更することができることに留意されたい。例えば、著者等は、先ず、温かい塩酸媒体中に２４時間浸漬することによって親水性にし、次いで塩化アルミニウムのクロロホルム溶液で処理して、いくつかのシラノール（ＳｉＯＨ）を塩化アルミニウム基（加水分解によってアルミノール（ＡｌＯＨ）に変換される）で置きかえることによって、シリカ表面を変更した。
【０３０４】
ＴＭ−５０シリカナノ粒子溶液によってもたらされた接着の強度を試験するために、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲルに対し剪断重ね継ぎ試験を実施し、オーバーラップ長ｌが長い（４〜２０ｍｍ）重ね継ぎすべてに、系統的破壊が結合している接合部の外側で生じたことが判明し、継手がゲルそのものよりも強力であったことを示した（図９ａ、２ａ、４）。オーバーラップ長が短い又は幅狭で厚みのあるゲルリボンで構成される重ね継ぎは、引張荷重下で回転し、剥離による界面破壊が生じる。測定した接着破壊力Ｆ（図９ａ）から、接着エネルギーを評価することができる（Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、２００１；Ｋｅｎｄａｌｌ，Ｋ．Ｃｒａｃｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｓｈｏｒｔ  Ｌａｐ  Ｊｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  ７、１３７〜１４０（１９７５））：Ｇａｄｈ＝３（Ｆ／ｗ）２／（２Ｅｈ）（式中、ｗ及びｈは、それぞれ、リボンの幅及び厚さを意味し、Ｅは引張係数である）。短い継手（ｌ＝２ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ）及び幅狭で厚みのある継手（ｌ＝５ｍｍ、ｗ＝２ｍｍ、ｈ＝５ｍｍ）のＧａｄｈは、それぞれ、６．６±１．６Ｊ／ｍ２及び６．２±１．４Ｊ／ｍ２であることが判明した（図２ｂ）。
【０３０５】
実施例２
シリカ粒子のサイズがどのように接着に影響するかを調べるために、接着継手の弱さと測定の正確さとの間に良好な折り合いを持たせる形状（ｗ＝５ｍｍ、ｈ＝２ｍｍ、ｌ＝５ｍｍ）で、重ね剪断引張試験において破壊力Ｆを測定した（図９ｂ、図６）。この形状において、剥離による接着破壊が、小粒子（それぞれ半径５ｎｍ及び９ｎｍのＳＭ−３０及びＨＳ−４０）で糊付けされた接合部に観察され、大粒子（それぞれ半径１５ｎｍ及び５０ｎｍのＴＭ−５０及びＡＬ−３０）で接合部の外側におけるバルク破壊が観察された。ＡＬ−３０粒子の使用は、継手が非常に短く、幅狭で厚みがある場合であっても、バルク破壊をもたらす。剥離を誘発するにあたって、界面に切れ目を入れることが必要であった。したがって、粒子のサイズが変わることは、界面化学にいくらかの変化があることも暗示することに留意すべきだが、すべての場合において強力だった接着は、粒子のサイズが大きくなると増加されたようにみえる。
【０３０６】
実施例３
粒子の界面化学を利用して、懸濁液の安定性を改善することによって、又はゲル表面への粒子の吸着を強化する水素結合等の特定の相互作用を促進することによって、接着をもたらす（すなわち、促進する）ことができる。したがってチミンをカーボンナノチューブにグラフト化すると、接着をもたらした（すなわち、有意に増加させた）。同様に、硫酸基を有するセルロースナノ結晶ＣＮＣ１は、ナノシリカで得たものに匹敵する接着強度をもたらすが、一方、水酸基を有するＣＮＣ２粒子は、Ｓ０．１ゲルでは糊として役に立たなかった（すなわち、糊付け特性がシリカで得たものと同等に良好ではない）（図９ｂ）。
【０３０７】
実施例４
粘着強度はゲル特性にも依存する。堅く架橋されたゲルにおいて、鎖はより拘束され、吸着に高エントロピーペナルティがある（Ｊｏｈｎｅｒ，Ａ．＆  Ｊｏａｎｎｙ，Ｊ．−Ｆ．Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｂｒｕｓｈｅｓ：Ｂｒｉｄｇｉｎｇ．Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．９６、６２５７（１９９２））。更に、上で考察したエネルギー散逸機構は、短鎖Ｎには効率が低い。したがって、接着強度は、より剛性のゲルではより弱くなることが予想される。図９ｂは、引張係数の４．５倍の増加に対応して、結合ゲルの架橋度が１０倍に増加したとき、実際の接着エネルギーＧａｄｈが３倍低下したことを示す。同時に、より剛性なゲルは、破壊中、より少ないエネルギーを散逸し、切欠き引張試験の結果によって証明されるように、より脆性である（図９ｂ）。したがって、実際には、剛性のゲルであっても、ナノ粒子による糊付けは、接着破壊なく引張応力に耐性がある継手の設計が可能なほど十分に強力である（図３ａ、３ｂ、３ｃ）。剛性が非常に異なるゲルを強力に糊付けすることも可能である（図７ａ）。
【０３０８】
実施例５
ナノ粒子溶液による糊付けは、合成された状態のヒドロゲルに限定されない。接着強度を増加させるために糊付け前にゲルを脱水することが想定されており、一方、ゲルの膨潤は逆の効果を有するはずである。実際、膨潤状態になるほど、鎖はより引き伸ばされ、吸着が困難になる。ゲルに適切なサイズ及び親和性の粒子を選択することは、重要になる。我々は、膨潤Ｓ０．１ゲルリボンを糊付けするためにＡＬ−３０シリカ溶液を使用し、Ｇａｄｈを膨潤度Ｑの関数として測定した（図４ｅ）。Ｑ＝１６のゲルと比較したとき、２．４倍低かったが、最大（平衡）膨潤Ｑｅ＝４１（水の９７．６ｖ／ｖ％）での吸着エネルギーは、１．６±０．６Ｊ／ｍ２と同等の高さであった。
【０３０９】
実施例６
設計原理は、一度吸着された粒子はゲル表面にしっかり固定されるため、継手が過剰の溶媒に浸漬し、膨潤しても接着されたままになることを保証する。実際、ゲル鎖の合計脱着の可能性は、指数的に小さい（Ｐ．Ｇ．ｄｅ  Ｇｅｎｎｅｓ、Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｔ  ａｎ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；  ａ  ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  ｖｉｅｗ、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｌｌｏｉｄ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７、１８９〜２０９（１９８７））。吸着ナノ粒子の強力な固定を確証するために、我々は、ＴＭ−５０シリカ溶液の液滴をゲル表面上に伸ばして塗り、表面を純水で数回洗浄した。走査電子顕微鏡法は、洗浄した後でも、ナノ粒子が表面を密に覆っていることを示した（図５ｂ）。次いで、我々は、Ｑ０＝８．５の膨潤度を有するＳ０１ヒドロゲルとＴＭ−５０ナノ粒子とを糊付けし、重ね継ぎを水に浸して最大平衡膨潤Ｑｅ＝４１に達した。接合部は５倍の体積増加に耐え、重ね剪断試験において測定した接着エネルギーは１．８±０．５Ｊ／ｍ２であり、すなわち準備状態よりも３．５倍低かった（図５ｄ、４ａ）。完全に膨潤された状態では、接着強度は弱くなるが、その理由は、吸着鎖が高膨潤張力（swelling tension）下にあるため、吸着鎖を取り外すことが容易であるからである。その上、一度外れた膨潤鎖は吸着しにくくなり、鎖間交換散逸過程（strand-strand exchange dissipation process）は妨げられる。
【０３１０】
実施例７
一度吸着した粒子のしっかりした可逆的固定は、接着継手の自己修復及び／又は再配置に魅力的な可能性をもたらす。図５ｄは、剥離された継手が、リボンに接触させ、糊を再度適用する必要が全くなく、指で数秒間押し付けると、初期の強度を回復できることを示す（図８、５ｄ）。
【０３１１】
実施例８
粒子溶液は、両方のゲルに吸着できるように粒子界面化学が適切に調節された、化学的性質が異なるゲルを糊付けする簡易な方法を提供する。例えば、ＴＭ−５０シリカ溶液を使用して、Ｓ０．１とゼラチンの堅牢な集合体が実現した（図７ｂ）。ＴＭ−５０シリカで糊付けし、１週間水に浸して最大平衡膨潤に達したゼラチン／ＰＤＭＡ  Ｓ０．１接合部は破壊しなかった。ゼラチンとＳ０．１ゲルの膨潤比は、これらの係数は非常に異なるが、互角である（Ｑｅ／Ｑ０＝５）。剛性の不適切な組み合わせに起因して、接合ゲルは膨潤下で変形し曲がるが、界面は保持される。
【０３１２】
多くの適用例、例えば作動において、化学的性質が同一でなく異なるゲルの糊付けは、剛性が異なるが平衡膨潤が類似しているゲルを組み立てる可能性を含めた利点をもたらす。このような集合体は、過剰の水中での平衡（最大）膨潤に耐性を有することができる（図１２）。対照的に、膨潤能力が不適合な、化学的に同一のゲルの糊付けされた集合体の膨潤は、界面近くに強い不均一性浸透応力をもたらし、緩速な界面破壊を起こし得る。準備状態においてＴＭ−５０溶液で糊付けし、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲル及びＰＤＭＡ  Ｓ１．５ゲルは両方とも、最初は同じサイズ（約１０ｍｍの直径）であった。脱イオン水中で膨潤させて５時間後、高度に架橋されたＰＤＭＡ  Ｓ１．５ゲルは、ＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲルより膨潤度が低い。ゲルＳ０．１は、水に浸したとき、５倍の過剰膨潤を示すが、より堅く架橋されたゲルＳ１．５は１．７倍のみの過剰膨潤を示す。結果として、不均一な過剰膨潤によって誘発される界面応力は、機械的重ね剪断試験において印加される剪断応力を大きく上回る。したがって、Ｓ０．１／Ｓ１．５集合体の場合、水に浸漬し過剰膨潤する間に界面破壊が観察された。更に接着継手は、かなり長時間保持し、剥離は緩速であった。
【０３１３】
実施例９Ａ
軟性生体組織は、比較にならないほどより複雑であるが、機械的にも浸透圧的にも、多くの側面でゲルに類似している。ナノ粒子溶液の糊付けの潜在能力を試験するために、子牛の肝臓から２本のリボン４５×１８×３ｍｍ３を切り取った。切片は互いに接着せず、ｐＨ９の水で糊付けすることはできない。我々は、６０μＬのシリカＴＭ−５０溶液を切断面（一切の前処理又は特別な乾燥はしない）に伸ばして塗り、オーバーラップ長ｌ＝２０ｍｍの重ね継ぎを作製する。指で３０秒間押し付けた後（約１０５Ｐａの接触圧）、重ね継ぎはしっかり保持し、容易に操作することができた。
【０３１４】
正規化された力−移動度の曲線を図１０に例示する。２つの異なる子牛の肝臓についての重ね剪断接着試験から、接着エネルギーＧａｄｈ≒２５±５Ｊ／ｍ２及びＧａｄｈ≒６±１．６Ｊ／ｍ２が得られる。２つの肝臓の係数は、それぞれ、１５．０±１．７ｋＰａ及び１２±１．５ｋＰａである。
【０３１５】
実施例９Ｂ
ナノ粒子懸濁液は、生体組織とゲルとを糊付けする簡易方法を提供する。例えば、Ｌｕｄｏｘ  ＴＭ−５０を使用して、子牛の肝臓とゼラチンゲルとを糊付けした。我々は、子牛の肝臓から１本の４５×２５×３ｍｍ３のリボンを切り取り、ゼラチンサンプルを１５×２０×３ｍｍ３の長方形の形状に切断した。ゼラチンサンプルをＴＭ−５０シリカ溶液に３０秒間浸し、次いで、子牛の肝臓の表面に接触させて３０秒間押し付けた。得られたゼラチン／肝臓の集合体は、数時間の脱イオン水中での取り扱い及び浸漬に耐えることができる。
【０３１６】
実施例１０
糊付けするＰＤＭＡ  Ｓ０．１ゲルの研究及び蓄積されたナノ粒子懸濁液の体積の影響
シリカ溶液Ｌｕｄｏｘ  ＴＭ−５０を使用する。異なる体積のシリカを、長さ＝１５ｍｍ、幅ｗ＝５ｍｍ、厚さｈ＝２ｍｍの接合部に蓄積させる。圧力１０ｋＰａを３０秒間かける。継手を、重畳カバーの形状で試験する（重ね剪断引張試験）。
【０３１７】
図１５に例示された結果を得、それは、ある体積のＬｕｄｏｘ  ＴＭ−５０が蓄積されても、接合部の外側に凝集破壊が観察されることを示す。
【０３１８】
実施例１１
ＡＬ３００シリカナノ粒子溶液の液滴を、寸法が１０ｍｍ×５ｍｍのＭ０．１  ＰＤＭＡゲル表面上に蓄積させた。液滴は、ゲル表面上に伸ばして塗られる。我々は、液滴の体積を５〜６０マイクロリットルに変動させた。時間ｔ後、ゲルを脱イオン水中に１分間浸し、ゲル表面をそっと洗浄する。浴槽中の水が濁ってくることから、いくらかのナノ粒子がゲルの表面に吸着（付着）されず、洗浄中に除去されたことが示される。次いでゲルを除去し、脱イオン水中に浸し、ナノ粒子溶液を伸ばして塗った表面の２回目の洗浄を行う。ゲル表面をＡＴＲ−ＦＴＩＲによって検査し、ＳｉＯ２に対するピーク特性の強度を観察し、いくらかのシリカナノ粒子がゲル表面に可逆的に付着（吸着）されることを確証する。乾燥後、ＰＤＭＡ及びシリカに起因し得るが、ＩＲスペクトル帯中にサンプルが観察され、ポリ（ジメチルアクリルアミド）ヒドロゲルのδＳ（ＣＨ３）に割り当てられる１４００ｃｍ−１帯の強度を使用して正規化される、１１００ｃｍ−１の強度はνａｓ（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）に割り当てられ、吸着されたシリカナノ粒子濃度の量の尺度を与える。時間ｔの関数としてのシリカ吸収の動力学的研究は、数分後のすべての液滴において、ＳｉＯ２ピーク強度が発展せず、一定を保つことを示し、これは吸着濃度が本質的に最高値に達したことを示す。実験精度の範囲内で、この最大正規化強度は、独立に、伸ばして塗った液滴の体積と同一である（図１６）。この結果は、伸ばして塗った溶液中に存在する粒子の量が１２倍に増加したが、ゲル上に位置し、付着（吸着）したナノ粒子の量が、基本的に一定であることを示す。これらの結果に加えて、ナノ粒子溶液によってもたらされた接着が強力で、接合部を形成するために伸ばして塗った溶液の体積とは関係ないことを示す実施例１０の結果は、ナノ粒子が、ゲル表面に強力に吸着する層を形成し、この界面に位置し、付着した層が接着を促進するという仮説を確証するようにみえる。我々は、ＡＬ３０シリカに対し、同じ吸着研究実験を実施し、ＡＬ３００粒子のものと同様の結果を得た。しかし、より小型のＡＬ３０ナノ粒子に観察された正規化ピーク強度は、より大型のＡＬ３００粒子で記録された強度よりも、ほぼ２倍弱かった。この観察は、ゲル表面に付着したナノ粒子単層の概念とほぼ一致し、更にこれを支持するようにみえる。
【０３１９】
実施例１２
吸着された固体ナノ粒子が接着剤として作用できるという概念を実証するために、ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲルで剪断重ね継ぎ試験を実施した。５マイクロリットルのＡＬ３０ナノ粒子を、３５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍのゲルリボンの端部の２０ｍｍ×５ｍｍの表面上に伸ばして塗る。１分後、実施例１１に記載の手順でゲル表面を洗浄し、周囲条件下で約３０秒間乾燥する。ナノ粒子が吸着されたリボンの端部を、ＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲルリボンと接触させて、寸法がｌ＝２０ｍｍ、ｗ＝５ｍｍ（ｈ＝２ｍｍ）の重ね継ぎを作製する。引張試験を実施し、ナノ粒子がないときよりも接着が強い様子を観察する（図１６）。接着接合部で、剥離による破壊が生じ、したがって式：Ｇａｄｈ＝（Ｆ／ｗ）２／（４Ｅｈ）を使って、該大型接合部の接着エネルギーを推定することができる（Ｋ．Ｋｅｎｄａｌｌ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｄ：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、８、５１２（１９７５））。接合部の吸着ナノ粒子の存在下でＧａｄｈ≒１．４±０．５Ｊ／ｍ２であり、ナノ粒子が不在の対照実験ではＧａｄｈ≒０．６±０．１Ｊ／ｍ２であった。
【０３２０】
ナノ粒子が連結体として作用し、両方のゲルに付着することを示すために、剥離したゲル表面をＡＴＲ−ＦＴＩＲによって調べ、実際に接着破壊（剥離）後に吸着粒子が両方の表面、すなわち粒子を伸ばして塗ったゲル表面と第１のゲルと接触させたゲルの表面に存在することを見出した。
【０３２１】
したがって、実施例１０〜１２は、ゲルに吸着する固体ナノ粒子が、粘着剤として作用し、接着をもたらすことが可能であることを確証するようにみえる。
【０３２２】
実施例１３
溶液中に懸濁する小粒子は、密接に接触すると引かれ合い、凝集体を形成して沈殿する傾向が強い。立体安定化は、ポリマー鎖を吸着又はグラフト化して、粒子が引力の範囲内に接近するのを防止するものである。実際、良好な溶媒中で、粒子表面に付着したグラフト化又は吸着ポリマー層は、反発する傾向があり、浸透しない。残念ながら、粒子の安定化を助ける同一のエントロピー反発機構は、ポリマーゲルへの粒子の吸着を妨害する恐れがある。本実施例は、この現象を例示する。我々は、エンドグラフト化ポリ（オキシエチレン）鎖によって安定化されたＰＥＧ化シリカ粒子（ＪＬ−１００）の水溶液（２０ｗ／ｗ％）のＰＤＭＡ  Ｍ０．１ゲル上への吸着を研究する。この方法は、実施例１１に記載されており、結果を、静電反発力のみによって安定化されたＡＬ３０シリカ粒子の吸着と比較する。１１００ｃｍ−１の正規化ＩＲ強度は、それぞれ、ＪＬ−１００粒子で約４．２、ＡＬ−３０粒子で約２３．６であり、実際に、ＰＥＧ鎖のグラフトは吸着を妨害することを示す。次いで、重ね継ぎ接着試験を実施し、ＪＬ−１００の効率がＡＬ３０ナノ粒子のそれより低かったことが観察された（図１８）。この実施例は、最良の接着性能を得るためには、糊付けされる物体の表面上への粒子の吸着を最適化することが重要であることを例示する。また、ポリマーをその表面に付着させることによって安定化したナノ粒子懸濁液のゲルへの吸着が容易ではなく、したがって、接着剤として効率が低いことがあることも示す。
【０３２３】
結論
これらの結果は、ナノ粒子溶液が、集合体の剛性又は透過性に対して実質的に影響を与えずに、合成及び生物学的ヒドロゲル並びに生体組織を容易に組み合わせる方法をもたらすことを示唆する。無機粒子及び有機固体粒子の界面化学を調整且つ制御して、最適な粒子吸着及び結合を実現するための強力な方法が存在する。自己修復及び再配置が可能な接合継手の可能性は更なる恩恵である。バイオ医薬品及びバイオテクノロジー並びにより慣習的なコーティング及び材料技術における湿潤接着の重要性のために、我々が出した結果は、化学的にも機械的にも不適合な全種類の組織及び／又はゲルを簡単に組み合わせる、新規な適用例を開発するための道を切り開いていく。
【図２ａ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｃ】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１】
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【図２ｂ】
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【図５ｂ】
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【図９ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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