バイオフィルム形成抑制のためのナノ・マイクロテクスチャ創成面探索

探索纳米和微米纹理创建表面以抑制生物膜形成

基本信息

批准号：
22K03849
负责人：
角田陽
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03849/
关键词：
マイクロテクスチャ微細加工テクスチャ細胞培養

项目摘要

本研究は，固体表面に微細表面凹凸形状(マイクロテクスチャ)を付すことで，例えばいわゆるバイオフィルム（例えば細菌等が固体表面上で増殖して膜構造を形成した状態である．以下，ＢＦと記す．）などをその表面に付着しにくくするといったテクスチャの応用を図ることを目的としている．そもそも，本研究実施者は，微細表面凹凸形状(マイクロテクスチャ)を付与した固体表面を用いて培養細胞や細菌の形成制御を実現してきた．例えば細胞培養方向制御を可能としたり，紅色光合成細菌を用いた光合成型燃料電池についてテクスチャによる高性能化を実現している．その中で，細菌等が成長しにくい微細表面凹凸形状があることを見いだしてきている．これらの知見を基礎に，ＢＦ形成の抑制を実現するマイクロテクスチャを見いだそうというもので，実験により，さまざまな形状や寸法のマイクロテクスチャを付与した固体表面上でのＢＦ形成機構の定量的解明とＢＦ形成抑制法の確立をめざしている．今年度はまずはさまざまなテクスチャ作製を図った．具体的には，代表寸法がマイクロメートルオーダの円柱，円穴，ライン＆スペースといった基本形状について，いくつかの間隔や配列角度を設定することで，主としてフォトリソグラフィ手法により作製した．これらの形状の高さを10マイクロメートル以上に高くしたり，形状を5マイクロメートル以下にすると，現有設備では，作製途上で倒れたりしてうまくいかないことが多いなど問題点も明らかになった．しかしながら，全体としてはおおよそさまざまな仕様のテクスチャを作製できるようにした．

这项研究旨在应用纹理，例如在固体表面上施加细表面不平衡（微织物），从而使例如生物膜的粘附很难（例如，细菌等。首先，研究人员能够使用带有微纹理表面的固体表面来控制培养的细胞和细菌的形成。例如，可以控制细胞培养的方向，并且通过使用红色光合细菌使用光合燃料电池的纹理来实现高性能。其中，我们发现存在细菌和其他表面难以生长的精细表面不均匀的形状。基于这些发现，该公司旨在找到可以抑制BF形成的微织物，并通过实验，旨在用各种形状和维度的微织物定量阐明固体表面上的BF形成机制，并建立一种抑制BF形成的方法。今年，我们首先创建了各种纹理。具体而言，诸如圆柱，圆形孔以及线和空间之类的基本形状，即微米的顺序，主要是使用光刻方法来通过设置几个间距和比对角来生产的。还揭示了问题已经揭示出来，例如，当这些形状的高度增加到10微米或更小时，或者当形状降低到5微米或更少时，现有设备在制造过程中经常崩溃并且无法正常工作。但是，总的来说，我们已经可以创建具有大致不同规格的纹理。