堀田 篤 (ホッタ アツシ)

Hotta, Atsushi

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

メールアドレス

メールアドレス

HP

外部リンク

プロフィール 【 表示 / 非表示

  • 堀田研究室では、ソフトマテリアルのミクロ構造から発現するマクロな新規物性を研究し、その応用分野(ナノ・バイオ・エコマテリアルなど)を開拓している。特にポリマー材料や生体材料に焦点をあて、分子・ナノ・ミクロンレベルの構造を制御・解析し、階層構造・自己集合・複合化などをキーワードに、その構造から発現する多彩な物性を研究している。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1994年04月
    -
    2004年12月

    ㈱ブリヂストン

  • 2002年09月
    -
    2002年12月

    ケンブリッジ大学リサーチフェロー兼キャベンディッシュ研究所研究員

  • 2003年01月
    -
    2005年03月

    カリフォルニア大学サンタバーバラ校 研究員

  • 2005年04月
    -
    2008年03月

    慶應義塾大学(理工学部)、専任講師

  • 2007年04月
    -
    2009年03月

    機械工学科2年生クラス担任

全件表示 >>

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1990年04月
    -
    1994年03月

    東京大学, 工学部, 物理工学科

    大学, 卒業

  • 1999年10月
    -
    2002年09月

    ケンブリッジ大学, 物理学専攻(キャベンディッシュ研究所)

    英国, 大学院, 卒業, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(PhD), ケンブリッジ大学, 課程, 2002年09月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 機械材料・材料力学 (Machine Material/Material Mechanics)

  • 高分子・繊維材料 (Polymer/Textile Materials)

  • 複合材料・表界面工学

  • 複合材料・表界面工学 (複合材料・物性)

  • 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理

全件表示 >>

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • エコマテリアル

  • ゲル

  • コンポジット

  • ソフトマテリアル

  • ナノ構造

全件表示 >>

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • ソフトマテリアル・バイオマテリアル・エコマテリアル・ナノマテリアルの微細構造、表面、物性、力学物性、粘弾性、複合化、高機能化とその実用化検討, 

    2005年04月
    -
    継続中

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 樹脂/繊維複合材料の界面制御、成形加工と評価

    犬飼駿也,黒川成貴,堀田篤, 技術情報協会, 2018年01月

    担当範囲: 416-423 長繊維セルロースナノファイバーを複合したPVAの力学物性

  • 生体吸収性材料の開発と安全性評価

    北川みどり,谷本啓示,前田知貴,堀田篤, 技術情報協会, 2017年12月

    担当範囲: 45-52 ポリエチレングリコールをベースとしたナノコンポジットハイドロゲルの温度応答性と分解挙動

  • 次世代ポリオレフィン総合研究,Vol. 11、有機シラン中間層の導入によるダイヤモンドライクカーボン/ポリオレフィン複合材料のガスバリア性向上

    前田知貴,堀田篤, 三恵社, 2017年11月

    担当範囲: 108-112

  • NANOSTRUCTURES FOR NOVEL THERAPY; Chapter 8: Electrospinning and surface modification methods for functionalized cell scaffolds

    N. Kurokawa, F. Endo, T. Maeda, A. Hotta, Elsevier, 2017年02月

    担当範囲: Chapter 8

  • 次世代ポリオレフィン総合研究,Vol. 10,ポリオレフィン材料の高ガスバリア化にむけたダイヤモンドライクカーボン(DLC)薄膜コーティングの開発

    青木拓,堀田篤, 三恵社, 2016年11月

    担当範囲: 89-94

全件表示 >>

論文 【 表示 / 非表示

  • Antithrombogenic poly(2-methoxyethyl acrylate) elastomer via triblock copolymerization with poly(methyl methacrylate)

    Kurokawa N., Endo F., Bito K., Maeda T., Hotta A.

    Polymer (Polymer)  228 2021年07月

    ISSN  00323861

     概要を見る

    For the development of blood-contacting biomedical devices, preventing platelet adhesion and avoiding subsequent thrombosis through antithrombogenic surface are vitally important. Poly (2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) is a synthetic viscous polymer with an excellent antithrombogenic property, which has already been used as an antithrombogenic coating for biomedical purposes. The PMEA coating, however, can be easily broken due to its liquid-like feature, since the glass transition temperature (Tg) of PMEA is at −25οC. Solidifying PMEA has, therefore, been desperately desired for the improvement of the stability of PMEA coating. Also, once solidified, PMEA could be utilized not only for coating but also for structural materials for medical devices, expanding the application range of PMEA. In this study, PMEA was first solidified by triblock copolymerization with poly (methyl methacrylate) (PMMA) to obtain thermoplastic elastomers with excellent antithrombogenicity. We synthesized PMMA-PMEA-PMMA triblock copolymers with different volume fractions of PMMA (fMMA) by atom transfer radical polymerization (ATRP). The synthesis and the chemical structures of the new triblock copolymers were characterized and confirmed by proton nuclear magnetic resonance (1H NMR) analyses and gel permeation chromatography (GPC). The synthesized elastomeric triblocks were then compression-molded at 180οC to obtain solid transparent films. The tensile property was measured and the drastic change from the soft-elastomer phase to the hard-plastic phase was clearly observed by varying fMMA. It was found that the new triblocks possessed significantly higher tensile strengths than the other solidified PMEA by the previous studies. The platelet adhesion test revealed that the number of adherent platelets on the triblocks with fMMA of 0.12 and 0.40 was almost the same as that on pure PMEA, indicating that the synthesized triblocks possessed excellent antithrombogenicity similar to liquid PMEA. Further investigation on hydrated water and microphase-separated structures eventually revealed that the new triblock copolymers with a sufficient amount of intermediate water or with microphase separation on the surface resulted in excellent antithrombogenicity.

  • Fabrication of Gd-DOTA-functionalized carboxylated nanodiamonds for selective MR imaging (MRI) of the lymphatic system

    Yano K., Matsumoto T., Okamoto Y., Kurokawa N., Hasebe T., Hotta A.

    Nanotechnology (Nanotechnology)  32 ( 23 )  2021年06月

    ISSN  09574484

     概要を見る

    Magnetic resonance imaging (MRI) contrast agents with the particle diameter of around 3-10 nm hold the potential to be selectively uptaken by lymphatic vessels and be filtered in the kidney for final excretion. However, there are no existing MRI contrast agents based on gadolinium (Gd) complexes within the size of this range, and thus the selective imaging of the lymphatic system has not yet been achieved. In our previous report, we succeeded in fabricating nano-scale MRI contrast agents by complexing ordinary contrast agents (Gd-diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA)) with carboxylated nanodiamond (CND) particles to conquer this problem. However, DTPA has recently been reported to release Gd ions in the course of time, leading to the potential danger of severe side effects in the human body. In this study, we utilized cyclic-chained DOTA as an alternative chelating material for DTPA to fabricate CND-based MRI contrast agents for the selective lymphatic imaging. The newly fabricated contrast agents possessed the diameter ranging from 3 to 10 nm in distilled water and serum, indicating that these particles can be selectively uptaken by lymphatic vessels and effectively filtered in the kidney. Furthermore, the DOTA-applied CND contrast agents exhibited stronger MRI visibility in water and serum compared to DTPA-applied CND contrast agents. These results indicate that DOTA-applied CND contrast agents are promising materials for the selective MR imaging of lymphatic systems.

  • Degradation of thermoresponsive laponite/PEG-b-PLGA nanocomposite hydrogels controlled by blending PEG-b-PLGA diblock copolymers with different PLGA molecular weights

    Maeda T., Kitagawa M., Hotta A.

    Polymer Degradation and Stability (Polymer Degradation and Stability)  187 2021年05月

    ISSN  01413910

     概要を見る

    The thermoresponsive gelation behavior and the degradation behavior of the nanocomposites consisting of poly(ethylene glycol)-b-poly(lactic acid-co-glycolic acid) (PEG-b-PLGA) diblock copolymers and clay nanoparticles (laponite) (laponite/PEG-b-PLGA nanocomposites) were studied by changing the blend ratio of the PEG-b-PLGA diblock copolymers using different PLGA molecular weights of 800 g/mol and 1600 g/mol: PEG-b-PLGA (1000-800, Diblock0.8k) and PEG-b-PLGA (1000-1600, Diblock1.6k). It was found that each gelation temperature was in the temperature range between 25°C and 37°C, when the PEG-b-PLGA concentration and the laponite concentration were kept at 3–4 wt% and 1 wt%, respectively. The degradation rate at 37°C was found to be effectively regulated by the Diblock1.6k/Diblock0.8k blend ratio (DR). In detail, after 15 days of the degradation experiments, the weight loss was decreased by ∼14% when DR changed from DR=0/100 to DR=100/0. It was, therefore, confirmed that DR was the key parameter to control the degradation behavior of the laponite/blended PEG-b-PLGA nanocomposites.

  • Gadolinium-Complexed Carboxylated Nanodiamond Particles for Magnetic Resonance Imaging of the Lymphatic System

    Yano K., Matsumoto T., Okamoto Y., Bito K., Kurokawa N., Hasebe T., Hotta A.

    ACS Applied Nano Materials (ACS Applied Nano Materials)  4 ( 2 ) 1702 - 1711 2021年02月

     概要を見る

    MRI contrast agents with a size of 3-10 nm are considered to be an effective pathway for selective MR lymphatic imaging. In our previous study, we fabricated nanosized MRI contrast agents (Gd-DTPA-ND) with the condensation of nanodiamond (ND) particles and gadolinium chelates (Gd-DTPA). However, these Gd-DTPA-ND particles formed microscale aggregates in distilled water, exceeding the size required for selective lymphatic MR imaging. In this study, carboxylated nanodiamond (CND) particles were utilized as alternative platforms for condensation with gadolinium complexes. The carboxyl groups introduced by oxidation were expected to induce hydrophilicity with a negative charge on the ND surface, resulting in the high dispersity of gadolinium-complexed CND particles. The fabricated Gd-DTPA-CND particles possessed a hydrodynamic diameter of around 4-5 nm without any signs of aggregation in distilled water and human serum. Furthermore, the T1-weighted image of Gd-DTPA-CND particles in distilled water and human serum presented strong contrast, indicating the excellent MRI visibility of the particles. Therefore, the Gd-DTPA-CND particles can become practical MRI contrast agents for the achievement of selective MR imaging of the lymphatic system.

  • Structures and mechanical properties of electrospun cellulose nanofibers/poly(ε-caprolactone) composites

    Taniguchi H., Kurokawa N., Inukai S., Hotta A.

    Journal of Applied Polymer Science (Journal of Applied Polymer Science)  137 ( 42 )  2020年11月

    ISSN  00218995

     概要を見る

    © 2020 Wiley Periodicals, Inc. Poly(ε-caprolactone) (PCL) is one of the ecofriendly biodegradable polymers with excellent moldability but with rather low mechanical properties especially for the industrial and biomedical use. In this research, to overcome the problem, the two types of cellulose nanofibers, the cellulose acetate nanofibers (CA-NF) and the cellulose nanofibers (C-NF), were composited into PCL for the enhancement of the mechanical properties of PCL. CA-NF were prepared by electrospinning and converted into C-NF afterward by deacetylation. It was found that the Young's modulus of the CA-NF/PCL composite at the fiber concentration of 35 wt% significantly increased by ~3 times as compared with that of neat PCL, whereas C-NF/PCL of the same fiber concentration also increased by ~4.5 times. It was also found that the Young's moduli of CA-NF/PCL nearly reached the theoretical values calculated by the equation suggested by Tsai, but that the Young's moduli of C-NF/PCL could not reach the theoretical values. It indicates that CA-NF possessed better compatibility with PCL than C-NF, agreeing well with the fracture-surface analyses of the two composites by the scanning electron microscopy.

全件表示 >>

KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

全件表示 >>

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 炭素材料が開く新世代医療機器の開発

    長谷部光泉,松本知博,堀田篤,鈴木哲也

    New Diamond (ニューダイヤモンドフォーラム)  31 ( 117 ) 5 - 10 2015年04月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Synthesis of PMMA-PMEA-PMMA triblock copolymer and its mechanical and anti-thrombogenic properties

    N. Kurokawa, F. Endo, K. Bito, T. Maeda, A. Hotta

    日本化学会第98春季年会2018 (日本大学理工学部 船橋キャンパス,千葉) , 2018年03月, 口頭(一般), 日本化学会

  • Solidification of poly(2-methoxyethyl aclylate) via block copolymerization with poly(methyl methacrylate) and its properties

    N. Kurokawa, F. Endo, K. Bito, T. Maeda, A. Hotta

    日本化学会第98春季年会2018 (日本大学理工学部 船橋キャンパス,千葉) , 2018年03月, ポスター(一般), 日本化学会

  • 固体ポリメトキシエチルアクリレートの作製とその力学物性評価

    松枝知征,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 2018年03月, 口頭(一般), 日本機械学会

  • X線視認性を有する医療用マイクロビーズの作製と空気プラズマ処理を利用したその表面改質

    岡本穣,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 2018年03月, 口頭(一般), 日本機械学会

  • カチオン性のポリスチレンナノ粒子の作製

    篠田航希,堀田篤

    日本機械学会関東支部関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会 (電気通信大学,調布) , 2018年03月, 口頭(一般), 日本機械学会

全件表示 >>

競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 熱可逆性を有する含水率99%以上の高強度ダブルネットワークハイドロゲルの創製

    2019年06月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田 篤, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  代表

  • 高耐熱・高強度スーパーエンプラナノファイバーを作る

    2019年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 堀田 篤, 基盤研究(A), 補助金,  代表

  • ポリマーゲルを用いた人工血栓作製および血管内皮細胞を用いた血管内損傷試験モデル構築

    2018年04月
    -
    継続中

    共同研究契約,  代表

  • ポリマーの熱可塑性・形状記憶性・自己修復性の基礎研究

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究, 

  • ナノファイバ複合材料

    2018年04月
    -
    2019年03月

    受託研究,  代表

全件表示 >>

Works 【 表示 / 非表示

  • 血管再狭窄 長期防止に道 薬剤溶出ステント 被覆技術開発 血液付着せず内皮化増進

    長谷部光泉、鈴木哲也、堀田篤

    日刊工業新聞 朝刊21面, 

    2016年12月
    -
    継続中

    その他

     発表内容を見る

    東海大学医学部の長谷部光泉教授と慶応義塾先端科学技術研究センターの鈴木哲也所長、慶応義塾大学理工学部の堀田篤教授らは、内皮細胞の増殖を促す薬剤溶出ステント用のコーティング技術を開発した。ステントへの血液成分の付着しにくさと、内皮細胞への覆われやすさを両立させた。患者の血管の再狭窄(きょうさく)を長期的に防げる可能性がある。新技術では、まずリン脂質ポリマー(MPC)で表面を覆い、その上にダイヤモンド・ライク・カーボン(DLC)を成膜する。

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 固体(ポリ(2-メトキシエチルアクリレート)

    特願: 特願2018-35438  2018年02月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 被覆プラスチック成形体及びその製造方法

    特願: 特願2017-249628  2018年01月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 樹脂容器及び樹脂フィルム

    特願: 特願2014-021475  2014年02月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 成形体

    特願: 特願2013-234700  2013年11月 

    特許, 単独, 国内出願

  • 蒸着用プラスチック成形体、ガスバリア性プラスチック成形体及びそれらの製造方法

    特願: 特許願 2012-270636  2012年12月 

    特許, 単独, 国内出願

全件表示 >>

受賞 【 表示 / 非表示

  • 関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    松枝知征,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, 固体ポリメトキシエチルアクリレートの作製とその力学物性評価

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    岡本穣,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, X線視認性を有する医療用マイクロビーズの作製と空気プラズマ処理を利用したその表面改質

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第57回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    牧良洋,堀田篤, 2018年03月, 機械学会, 有機シランおよびDLCをコーティングしたポリプロピレンの酸素バリア性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 関東学生会第56回学生員卒業研究発表講演会ベストプレゼンテーション賞

    市村弘毅,堀田篤, 2017年03月, 機械学会, 光グラフト重合により表面改質をしたナノファイバとポリスチレンの複合材料とその力学物性

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 第30回ダイヤモンドシンポジウム最優秀賞

    中山正光, 長谷部光泉, 前川駿人, 尾藤健太, 大和裕哉, 中野裕揮, 田中美夏, 白幡智史, 林敏彦, 嶺貴彦, 松本知博, 堀田篤, 鈴木哲也, 2016年11月, 高分子学会, フッ素添加DLCの抗血栓性メカニズムの解明: 血漿タンパク質吸着量および吸着形態の評価

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

全件表示 >>

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物理学A

    2021年度

  • マテリアルデザイン

    2021年度

  • 理工学基礎実験

    2021年度

  • 材料科学の基礎

    2021年度

  • 開放環境科学課題研究

    2021年度

全件表示 >>

担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 物理学A

    慶應義塾, 2018年度, 春学期, 教養科目, 講義, 専任, 200人

  • 開放環境科学特別研究第2

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 開放環境科学特別研究第1

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 開放環境科学課題研究

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

  • 卒業研究

    慶應義塾, 2018年度, 通年, 専門科目, 専任

全件表示 >>

 

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本ポリオレフィン総合研究会, 

    2013年04月
    -
    継続中
  • 次世代ポリオレフィン研究会, 

    2009年04月
    -
    継続中
  • American Chemical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中
  • Biophysical Society, 

    2005年09月
    -
    継続中
  • 日本機械学会, 

    2005年04月
    -
    継続中

全件表示 >>

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2016年04月
    -
    2017年03月

    科学研究費補助金・第2段審査・審査第一部会工学小委員会・委員, 日本学術振興会

  • 2014年04月
    -
    継続中

    日本機械学会広報・情報部会委員, 日本機械学会

  • 2013年
    -
    2015年

    科学研究費補助金 第1段審査(書面審査)委員, 日本学術振興会

  • 2012年04月
    -
    継続中

    日本機械学会校閲委員, 日本機械学会

  • 2011年09月
    -
    継続中

    Editorial Advisory Board, Journal of Applied Polymer Science

全件表示 >>