生体組織、あるいは細胞表面に存在している生体分子を活用するために、それらの生体分子の状態を計算機化学や分光学的手法を用いて理解するとともに、それらの知見を活用した、生体分子をハイブリッドした生体機能性材料の創製を行っています。具体的には、分子クラウディングなど、分子夾雑状態の生体分子周囲の水分子の振る舞いを計算機化学の手法を用いて解析しています。また、計算機化学に加えて、ラマン分光などの分光学的手法を利用した、生体組織や再生組織中に存在する生体機能物質の同定と機能解析に関する実験的・物理化学的な基礎研究を行っています。さらに、この計算機化学に基づいた水分子の振る舞いを理解するための材料開発ならびにその応用展開を行っています。

タンパク質や核酸などの生体分子、マイクロカプセル、ナノカプセルなどに加えて、材料—材料、細胞—材料、生体組織—材料の界面など、様々な微小空間があります。われわれは、この微小空間の理解と設計とを通じて、新しい生体機能性材料、ならびに有機・無機ハイブリッド材料の創製を目指しています。

無機材料とポリマーナノ粒子やセルロースナノファイバーなどのナノ材料、あるいは核酸などの生体機能分子からなるソフトマターとのナノハイブリッド化に関する実験的・物理化学的な基礎研究を行っています。

再生医療は、体内に存在する細胞の自己修復能を高め、治療する方法論です。このため、二つの方法があります。一つは、体外で細胞を加工して体内へ戻す方法です。もう一つは、体内の細胞を直接活性化する方法です。前者では、細胞培養技術や細胞を立体的に配置する技術が必要です。後者では、細胞を活性化するためのタンパク質などを効率よく細胞へ作用させるドラッグデリバリー技術が必要です。われわれは、主として、生体機能性ハイドロゲルを用いて、これらの課題に取り組んでいます。また、体外で生体組織を立体構築するTissue Engineeringの技術を活用して、ガンや線維症などの疾患研究のための体外疾患モデルの構築を目指しています。

スルホベタインポリマーなど、様々な刺激に対して応答する高分子が自己組織化したナノ粒子を創製し、細胞内ドラッグデリバリーシステムとして、ナノバイオ分野へ展開しています。細胞内ドラッグデリバリーシステムに加えて、刺激応答性高分子の生体機能性材料としての応用展開を行っています。