生命はゲルでできている

構成数 : 1

1 世界はゲルに満ちている
ブヨブヨ、プルプルの物質
固体? それとも液体?
弾性
粘弾性
ゲルがもたらす生物の巧みな仕組み
液体か固体かは、時空間で決まる
豆腐の角に頭をぶつけると?
水面を駆けるトカゲ
ソフト&ウエットウエア

コラム◎大陸や氷河の移動の観測に必要な時間は?──デボラ数

2 ゲルをつくる
語源はゼラチン
ゼラチンゲル
なぜゲルになる?
豆腐もゆで卵もタンパク質のゲル
多糖がつくるネットワーク
カンテンはアガロースのゲル
アルギン酸ゲルからつくる人工イクラ

コラム◎化学者グレアム

合成高分子がつくるネットワーク
ネットワークの大きさを調整する
パーコレーション理論

コラム◎高分子科学

3 ゲルが示す不思議なふるまい
なぜゲルの水は流れ出ない?
水はクラスターをつくる
水中にイオンがあると
高分子イオンの場合
イオンがネットワークになると
ゲルにはポテンシャルの井戸がある
ゲル中の水は凍らない
水は敏感に運動性を変える
生物組織の水は凍らない

コラム◎ゲルのいろいろ

4 ゲルは環境に応答する
水を含んだゲルの環境応答性
物質の拡散とは
ゲルの膨潤は協同拡散
ゲル中の拡散・輸送・分離
ゲルの体積相転移
浸透圧とゴム弾性も膨潤能力を左右する
弾性・粘性・粘弾性
応力緩和のモデル
動的粘弾性

5 命を支える賢いゲル
生物は階層構造をつくる
細胞どうしをつなぐ──細胞外マトリックス
引っ張りに耐える──腱と靭帯
衝撃を和らげ、摩擦を減らす──関節軟骨
力を生み出す──筋肉
どの方向からの力にも耐える──皮膚
ゲルが支える──硬組織
体内の摩擦をなくすスーパー粘液──ムチン

6 ゲルは理想のバイオインターフェース
生物の表面特性はなぞだらけ
柔軟に伸縮して血圧を制御する──血管
絶えず柔らかさを変える──細胞

コラム◎エラストグラフィ

変形して毛細血管をすり抜ける──赤血球
細胞のカタチを保ち、動かす──細胞骨格ネットワーク

7 ゲルがつくる未来技術
軟組織をつくる
強いゲルで人工腱・人工靭帯をつくる
超低摩擦ゲルで関節軟骨をつくる
しなやかに動く分子機械をつくる
必要なときに薬物を放出する
次代の医療を担う再生医療
ゲルでつくる細胞外マトリックス
神経幹細胞もゲルで培養できる
3次元スキャフォールドで器官再生

コラム◎医療に役立つ高分子ゲル

終章 生命活動の舞台を理解する

あとがき
図版出典