"ナノ結晶セルロースNCCを含むクロスリンカーによって架橋された親水性ポリマーを含む、ナノコンポジットハイドロゲル。前記親水性ポリマーが、親水性ビニルモノマーの重合に由来する、請求項1に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記親水性ポリマーが、親水性ビニルモノマーと前記親水性ビニルモノマーのためのコモノマーとの共重合に由来する、請求項1に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記コモノマーが親水性コモノマーである、請求項3に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記クロスリンカーが、改質剤が、NCCのヒドロキシル基とカップリングされる第1の官能基及び前記ポリマーとカップリングされる第2の官能基を有する、改質されたNCCを含む、請求項1から4までのいずれか一項に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記親水性モノマーが、アクリル酸、アクリルアミドAM及びビニルピロリドン、N-イソプロピルアクリルアミドNIPAM及びN-ビニルホルムアミドNVFから選択される、請求項5に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記改質剤が官能基を有するビニルモノマーである、請求項5又は6に記載のナノコンポジットハイドロゲル。前記改質剤が、グリシジルメタクリレート、トリメチルシリルメタクリルレート、2-トリメチルシリルオキシエチルメタクリレート、2-アミノエチルメタクリレート、2-イソシアネートエチルメタクリレート、2-クロロエチルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、グリシジルアクリレート、ビニルイソシアネート、2-アミノエチルビニルエーテル及びビニルトリメトキシシランからなる群から選択される、請求項5又は6に記載のナノコンポジットハイドロゲル。官能基を有する前記ビニルモノマーがグリシジルメタクリレートである、請求項7に記載のナノコンポジットハイドロゲル。ナノ結晶セルロースNCCを含む、前記ポリマーのためのクロスリンカーの存在下で親水性モノマーを重合して親水性ポリマーを形成するステップを含む、ナノコンポジットハイドロゲルの調製方法。前記親水性モノマーが親水性ビニルモノマーである、請求項10に記載の方法。前記重合ステップが、前記親水性モノマーとコモノマーとの共重合を含む、請求項10又は11に記載の方法。前記コモノマーが親水性コモノマーである、請求項12に記載の方法。前記クロスリンカーが、第1及び第2の官能基を有し、前記第1の官能基をNCCのヒドロキシル基と反応させ、前記第2の官能基をポリマーとカップリングさせる改質剤によって改質されたNCCを含む、請求項10から13までのいずれか一項に記載の方法。前記親水性モノマーが、アクリル酸、アクリルアミドAM及びビニルピロリドン、N-イソプロピルアクリルアミドNIPAM及びN-ビニルホルムアミドNVFから選択される、請求項10から14までのいずれか一項に記載の方法。前記改質剤が、グリシジルメタクリレート、トリメチルシリルメタクリルレート、2-トリメチルシリルオキシエチルメタクリレート、2-アミノエチルメタクリレート、2-イソシアネートエチルメタクリレート、2-クロロエチルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、グリシジルアクリレート、ビニルイソシアネート、2-アミノエチルビニルエーテル及びビニルトリメトキシシランからなる群から選択される、請求項14に記載の方法。前記改質剤が官能基を有するビニルモノマーである、請求項14に記載の方法。官能基を有する前記ビニルモノマーがグリシジルメタクリレートである、請求項17に記載の方法。請求項1から9までのいずれか一項に記載のナノコンポジットハイドロゲルから形成された医療用品。請求項1から9までのいずれか一項に記載のナノコンポジットハイドロゲルから形成された吸収性衛生用品。医学的応用のための薬剤送達系、刺激応答性センサー、医療用インプラント及び組織工学材料から選択される、請求項19に記載の医療用品。本発明は新規なナノコンポジットハイドロゲルを提供することを、探求する。本発明は、ナノコンポジットハイドロゲルを調製する、新しい方法を提供することを、さらに探求する。本発明の一態様において、ナノ結晶セルロースNCCを含むクロスリンカーによって架橋された親水性ポリマーを含む、ナノコンポジットハイドロゲルを提供する。本発明の別の態様において、ナノ結晶セルロースNCCを含む、前記ポリマーのためのクロスリンカーの存在下で親水性モノマーを重合して親水性ポリマーを形成するステップを含む、ナノコンポジットハイドロゲルの調製方法を提供する。本発明の他の態様において、本発明のナノコンポジットハイドロゲルから形成される新規な用具、例えば、医療用品及び吸収性衛生用品を提供する。本発明のさらに他の態様において、工業材料として、本発明のナノコンポジットハイドロゲルの使用を提供する。本発明のさらに他の態様において、医学的応用における薬剤送達系として、本発明のナノコンポジットハイドロゲルの使用を提供する。本発明のさらに他の態様において、刺激応答性センサーとして、本発明のナノコンポジットハイドロゲルの使用を提供する。本発明のさらに他の態様において、医療用インプラントのための、本発明のナノコンポジットハイドロゲルの使用を提供する。本発明のさらに他の態様において、組織工学における、本発明のナノコンポジットハイドロゲルの使用を提供する。ナノコンポジットハイドロゲルは親水性ポリマー、具体的には親水性ビニルモノマーの重合に由来する親水性ポリマーを含み、このポリマーは、ナノ結晶セルロースNCCを含むクロスリンカーによって架橋される。ナノ結晶セルロースNCCは、通常、化学的木材パルプの酸加水分解によるコロイド懸濁液として抽出されるが、細菌、セルロース含有海洋生物例えば、被嚢類又は綿などの、他のセルロース系材料を使用することができる。NCCは、β1→4に連結されたD-グルコース単位の線状ポリマーであるセルロースから構成され、その鎖は、それら自体が結晶質及び非晶質のドメインを形成するように配置される。加水分解抽出を介して得られるNCCは、90≦DP≦110の範囲の重合度DP及び3.7~6.7の硫酸基/100無水グルコース単位を有する。NCCは、抽出に使用される原材料に依存して、物理的次元が5~10nmの横断面及び20~100nmの長さに及ぶ結晶子を含む。これらの荷電結晶子は、水若しくは、適切に誘導体化される場合、他の溶媒中に懸濁することができ、又は自己組織化され、空気乾燥、スプレー乾燥又は凍結乾燥を介して固体材料を形成する。乾燥した際に、NCCは並行六面体棒状構造の凝集体を形成し、ナノメーター範囲5~20nmの横断面を保有し、一方でそれらの長さは数桁大きく100~1000nm、高いアスペクト比をもたらす。NCCはまた、セルロース鎖の理論的限界に迫る高い結晶化度>80、85及び97の間が最も可能性が高いを特徴とする。セルロース鎖間の水素結合は、NCC中の局所構造を安定化することができ、結晶質ドメインの形成においてカギとなる役割を果たしている。試料の結晶質分画として定義される結晶化度は、NCCの物理的及び化学的挙動に強く影響を与える。例えば、NCCの結晶化度は、化学誘導体化に関する近接性、膨潤及び水結合特性に直接影響を与える。具体的に、クロスリンカーは、改質剤が、NCCのヒドロキシル基とカップリングされる第1の官能基及びポリマーとカップリングされる第2の官能基を有する、改質されたNCCを含む。この改質剤は、官能基を有するビニルモノマーが適切であり、例としてグリシジルメタクリレートを挙げることができる。それらの分子構造に基づいて、化学物質のグループは、NCCの改質剤として機能するように、適切に選択することができる。いくつかの例は、トリメチルシリルメタクリルレート、2-トリメチルシリルオキシエチルメタクリレート、2-アミノエチルメタクリレート、2-イソシアネートエチルメタクリレート、2-クロロエチルアクリレート、3-トリメトキシシリルプロピルアクリレート、グリシジルアクリレート、ビニルイソシアネート、2-アミノエチルビニルエーテル及びビニルトリメトキシシランである。適切な親水性モノマーは、例として、アクリル酸、アクリルアミドAM、ビニル-2-ピロリジノン、N-イソプロピルアクリルアミドNIPAM及びN-ビニルホルムアミドNVFを含む。親水性モノマーの以下のグループ、α-エチルアクリル酸、メタクリル酸、2-アクリルアミドacrylamido-2-メチル-1-プロパンスルホン酸、ヒドロキシポリエトキシ10アリルエーテル、2-ヒドロキシエチルアクリレート、3-スルホプロピルアクリレートカリウム塩、ポリエチレングリコールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート及びメタクリルアミドを、ポリマー形成用にさらに特定することができる。さらに、親水性ポリマーが親水性コポリマーであるように、したがって、共重合反応のための適切な組み合わせとして、原理上は上述のモノマーすべてをコモノマーとして選択することができる。親水性ポリマーを作製するための共重合用の適切なコモノマーの組み合わせは、例えば、アクリルアミド及びアクリル酸、アクリルアミド及びメタクリル酸、N-イソプロピルアクリルアミド及びアクリル酸、N-イソプロピルアクリルアミド及びポリエチレングリコールアクリレート並びにポリエチレングリコールアクリレート及びアクリルアミドである。したがって、親水性ビニルモノマーの重合は、ビニルモノマーの単独重合であっても、又はビニルモノマー及びコモノマーの単独重合であってもよい。共重合の場合、優れたハイドロゲルを作るために、親水性モノマー及び親水性コモノマーを用い、水性媒体中で膨潤可能なはずの架橋ネットワークを形成する。第1の官能基は、改質剤とNCCとをカップリングするための、ヒドロキシル基などのNCC上の基と反応又はカップリングすると思われる任意の基であってよく、第2の官能基が、ポリマー又はポリマーを形成するモノマー上の基と反応又はカップリングすると思われる任意の基であってよいことは、理解されるであろう。当業者は、NCCと、親水性ポリマー又はこのようなポリマーを形成するモノマーとをカップリングするための、適切な官能基を有する改質剤を選択することができるであろう。同様に、当業者は、改質剤の第2の官能基とカップリングするための適切な官能基を有する、ポリマー形成のためのモノマーを選択することができるであろう。ポリマー形成のためのモノマーを参照する限り、架橋ホモポリマーより架橋コポリマーを作製するために、コモノマーを追加して用いることが本発明の範囲内であることは理解されるであろう。このような場合、コモノマーは、架橋に参加する必要はないが、架橋に参加することもまた可能である。このような方法で、さまざまな所望の特徴のハイドロゲルが、親水性モノマー、改質剤及び任意選択のコモノマーの選択によって作製可能である。さらに、クロスリンカー及び強化ドメインとして、ナノ結晶セルロースNCCを含むナノコンポジットハイドロゲルの調製方法を提供する。個々のNCCナノ粒子を、改質剤の少なくとも2単位と結合させる。NCCは、ハイドロゲル構造内に完全にランダムに分布されることが期待される。調製されたハイドロゲルは、高度の機械的強度を有しながら、もともとの特性を維持する。粘土系ナノコンポジットハイドロゲルと比較して、NCCは生分解性であり、生体適合性である。生分解性及び生体適合性は重要なので、このことは、NCC系のハイドロゲルを医薬関連応用に関してより有望にする。NCCナノコンポジットハイドロゲルの調製は、2ステップの方法を伴う。第1のステップは、NCCを改質し、適切なクロスリンカーをもたらすことであり、第2のステップは、親水性ビニルモノマーと、改質NCCとをinsitu重合し、ナノコンポジットハイドロゲルを作ることである。本発明のハイドロゲルは、きわめて優れた機械的強度を保有しながら、一方でそれらのもともとの特性、例えば刺激応答性及び高速拡散を維持し、したがって、非常に多くの、ハイドロゲルに基づく新しい応用において開発が可能である。本発明の特定の実施形態において、フリーラジカル重合が、ナノ結晶NCC系ナノコンポジットハイドロゲルの形成に使用される。アクリル酸、アクリルアミドAM、ビニルピロリドン、N-イソプロピルアクリルアミドNIPAM、N-ビニルホルムアミドNVFなどの、さまざまな親水性ビニルモノマーが適している。重合の際にNCCには架橋点が無いので、NCCは、まず、クロスリンカーとして機能するように改質されなければならない。改質は以下の手順で実施され、それによって、官能基を有するビニルモノマー、例えば、グリシジルメタクリレートGMAがNCC上のヒドロキシル基との反応に使用され、メタクリレート基とカップリングしたNCCがもたらされる。その後、ナノコンポジットハイドロゲルは、改質NCC及びアクリルアミドなどの親水性モノマーを使用して、過硫酸カリウムなどのフリーラジカル開始剤により開始されることによって調製される。本発明の手順の後、改質NCCから調製されたナノコンポジットハイドロゲルは、普通の有機クロスリンカー、例えば、N,N’’-メチレンビスアクリルアミドBISから調製されたハイドロゲルよりはるかに強い。11得られたナノコンポジットハイドロゲルの水により膨潤する能力は可逆的であり、このことは、機械的特性が増強されながら、ハイドロゲルの拡散特性が保持されていることを示す。NCC粒子間の分子量又はポリマー鎖の長さは、2つの主要因:iNCC濃度及びiiNCC表面にグラフト化された改質剤の密度によって調節され得る。NCC濃度及びNCC表面にグラフト化された改質剤の密度が高いほど、ポリマー鎖は短くなると思われる。反対に、NCC濃度及びNCC表面にグラフト化された改質剤の密度が低いほど、ポリマー鎖は長くなる。しかし、NCC濃度は、得られたハイドゲルの機械的強度にも影響を与え得る。上記の方法は、モノマーとしてアクリルアミドの使用に限定するものではない。さまざまなモノマーの選択は、最終的な応用に依存する。さまざまなモノマー系に関して、ナノコンポジットハイドロゲルは、pH応答性、温度感受性、電気化学的感受性などであり得る。機械的強度を増強することは、ハイドロゲルの潜在用途を、広範囲の工業材料及び医薬系に拡大するものと思われる。NCC系ナノコンポジットハイドロゲルの調製に用いることができる、具体的ステップの詳細な説明を以下に記載する。1.適切な官能基を保有するビニルモノマーによるNCCの表面改質:特定の濃度、例えば4.38重量の水中NCC懸濁液を使用する。NCC懸濁液のpHは中性に調整し、その後、NCC懸濁液を適切な技術、例えば、スプレー乾燥又は凍結乾燥を使用して乾燥させる。数グラムの凍結乾燥NCC、通常1から10g、例えば5gを、50から500ml、好ましくは100mlの適切な溶媒、例えばジメチルスルホキシドDMSOに、NCCが完全に懸濁されるまで、10分から4時間撹拌しながら再懸濁する。溶媒の選択は、NCC懸濁液が完全に分散しなければならないという事実だけに限定される。次いで、NCC懸濁液を10から60分間超音波処理する。所望の量の触媒、例えば、1gの4-ジメチルアミノピリジンDMAPを懸濁液に加え、懸濁液を、窒素を用いて10から60分間さらに泡立て、溶存酸素を取り除く。反応を、必要量、例えば、0.73gの官能基を有する適切なビニルモノマー、例えばグリシジルメタクリレートGMAを懸濁液に導入することによって開始する。反応は、室温からNCCの分解温度までの任意の温度範囲において実施可能であり、この場合、50°Cを使用する。反応時間は、4時間から数日に及んでよく、ここでは48時間を用いる。反応時間、温度、GMAとNCCとの比が、改質の程度を決定する。反応後、いくらかの脱イオンDI水、この場合100mlを懸濁液に導入し、系のpHを7~8に調整する。得られた懸濁液を、DI水に対して3から10日、ここでは7日透析する。透析後、懸濁液を30分間超音波処理し、例えば、Whatmanの42番ろ紙を介して濾過する。最後に、改質NCC懸濁液のpHを、7~8に調整し、凍結乾燥する。2.NCC系ナノコンポジットハイドロゲルの調製:計算量の改質NCC及びアクリルアミドを、完全に溶解するまで、通常10分から60分撹拌しながらDI水に溶解し、その後、10から30分間超音波処理する。次いで、懸濁液を、0.45μmのニードルフィルターを介して濾過する。所望の量の適切な触媒、例えばΝ,Ν,Ν’’,Ν’’-テトラメチルエチレンジアミンTEMEDを、開始剤によるフリーラジカルの発生を援助するためにNCC懸濁液に加え、懸濁液を少なくとも30分間窒素を用いて泡立てる。計算量の適切な開始剤、例えば過硫酸カリウムKPSをDI水中に溶解し、窒素を用いて同時に泡立てる。反応を開始するために、KPS溶液を、アイス-ウォーターバスにおいてNCC懸濁液に導入する。insituのフリーラジカル重合を、室温において1から5日間、例えば2日間、反応が終了するまで窒素雰囲気下で進行させる。モノマーアクリルアミド、開始剤KPS及び触媒TEMEDのモル比は、この具体的試料において、381:1:2.35に一定に保つ。さまざまなNCC対アクリルアミドの比を使用して、ナノコンポジットハイドロゲルの機械的特性についてのNCC濃度の効果を最適化できる。他の反応物質のモル比もまた、妥当な範囲内で調整し、調製されるNCCハイドロゲルの特性を調節できる。実施例1GMAによるNCCの改質を、さまざまな反応条件を使用して調節した。改質NCCの表面荷電が、元のNCCと比較して減少することを、表1に例示する。さらに、改質NCCは元のNCCよりサイズが小さくなる。これは、触媒のDMAPが塩基であり、おそらくDMAPがNCCを加水分解し、NCCをより小さくし、表面荷電が減少したためと思われる。GMAのNCCへのグラフトを確認するために、Fourier変換赤外法FT-IR検査を実施し、改質NCC試料をチェックした。図2に明示されるように、約1720cm-1におけるピークは、メタクリレート上のカルボニル基の振動を表し、このことは、メタクリレート基がNCC上にグラフト化されたことを示す。実施例2ハイドロゲルの機械的特性は、Instron又は任意の他の引張試験機を使用して、伸長速度100mm/分で分析できる。ゲージ長は30mmに設定し、試験片は、直径11.46mmの固体円柱である。初期横断面を使用して、引張強度及び弾性率を計算する。図3は、1本発明に従って調製されたNCC系ナノコンポジットハイドロゲル及び2有機クロスリンカーのBISを使用して調製されたハイドロゲルの典型的な引張応答を示す。NCC系ナノコンポジットハイドロゲルは、有機クロスリンカーを使用して作製されたハイドロゲルの挙動と、特徴的に異なる挙動を示す。NCC系ナノコンポジットハイドロゲルは、約100の歪みにおいて明らかな変曲点を示し、線形弾性から塑性応答への遷移を示す。この弾塑性挙動は、NCC系ナノコンポジットハイドロゲルが、1かなりの量のエネルギーを吸収する能力を有する高度に強靭な材料、2堅い高弾性率、及び3塑性範囲において高度の引張強度を有する弾性域より7倍を超えて高いことを示す。NCC系ナノコンポジットハイドロゲルに関するこの大幅な塑性応答はNCC強化メカニズムにより可能になる独特な特徴である。図4は、それぞれ、NCC系ナノコンポジットハイドロゲル及び有機クロスリンカーを使用して調製されたハイドロゲルにおける、漸増NCC又はBIS含有量の関数として引張強度応答を表す。引張強度は、BIS含有量が増加するに従って増加し■、約0.015MPaにおいてピークに達し、その後減少することが明らかである。しかし、NCC系ナノコンポジットハイドロゲルに関する引張強度は、NCC含有量が増加するに従って、着実に増加する▲。例えば、モノマーの50w/wのNCC荷重において、引張強度は0.126MPaに達し、普通のハイドロゲルに関する引張強度の8倍を超えて高い。実施例3圧縮試験を、ThermalMechanicalAnalyzerTMAQ400を使用して膨張プローブの下で実施する。試料の高さは約6mmであり、プローブの直径は2.795mmである。測定は、初期圧縮力0.01N及び圧縮力の勾配が0.1N/分から1.2Nを適用することによって実施する。0.5から2.5mmの間の圧縮を使用して、圧縮弾性率を計算する。図5は、モノマーにおける重量パーセントとしての架橋密度又はNCC荷重の関数としてハイドロゲルの圧縮弾性率を表す。例えば、BISハイドロゲル■に関して、圧縮弾性率は、クロスリンカー濃度の増加に従って増加し、データは対数応答に従い、約9kPaで横ばい状態になる。しかし、NCC系ナノコンポジットハイドロゲルに関する圧縮弾性率は、NCC荷重の増加に従って、指数関数的に増加する▲。この結果は、ナノコンポジットハイドロゲル中の改質NCC荷重が、BIS系ハイドロゲルの場合より、はるかに速い速度で圧縮弾性率を増強するであろうことを、さらに示している。実施例4ハイドロゲルの膨潤特性を、調製されたハイドロゲルをDI水に3日間浸漬することによって測定し、膨潤前後のハイドロゲルの重量を比較する。膨潤比を、浸漬後の重量対浸漬前の重量の比として規定する。表2は、NCCナノコンポジットハイドロゲルが、普通のハイドロゲルより高い膨潤比を有することを明らかに示している。乾燥させ、水へ再浸漬させた場合、NCC系ナノコンポジットハイドロゲルの膨潤が可逆性であることがさらに見出される。"