セラミックスナノシートの活用に変革をもたらす抗菌コーティング

抗菌涂层彻底改变了陶瓷纳米片的使用

基本信息

批准号：
22K05270
负责人：
鎌田海
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagasaki University
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

项目摘要

本研究では抗菌・抗ウィルス活性を持つセラミックスナノシートの合成に取り組み、医療現場における「医療機器を介した感染予防」や、新型コロナウィルスにより変容した社会生活でグローバルに渇望される「不特定多数が触れる場所の感染予防」に有効な抗菌材料を開発する。病原体の物理的破壊に適した異方性形状を有する無機層状材料(セラミックスナノシート)を病原体の不活性化に効果のある有機分子で修飾する。さらに、透明な合成高分子のモノマーとナノシートを溶剤中で混合し、固体材料に塗布および高分子化させることで抗菌・抗ウィルス性表面膜を形成する。結果的に医療機器の感染防止や不特定多数が触れる箇所を原因とした接触感染防御に有効なコーティング材を開発する。今年度はリン酸ジルコニウムナノシート（ZrP NS）およびアクリル樹脂（PMMA）からなる複合透明膜を合成し、日和見菌（E. ColiあるいはS. Aureus）に対する抗菌効果を調査した。合成した複合膜は可視光線に対して高い透明度を示し、既存の固体材料表面に塗布することで、材料の外観を損なうことなく表面抗菌化できる可能性を示した。さらに、この膜は繰り返しの抗菌持続性を示し、とくにS. Aureus に対して抗菌効果が高い結果を得た。菌に暴露した後の複合膜表面の観察を行ったところ、多くの菌の付着が観察され、その一部には正常時と比較して変形した形状の菌が見られた。したがって、膜表面で菌の死滅が起こっていること、また死滅菌による膜の汚染が、抗菌効果の持続効果を低下させることが明らかとなった。

在这项研究中，我们将致力于合成具有抗菌和抗病毒活性的陶瓷纳米片，并将其用于医疗环境中通过医疗器械预防感染，以及满足全球不特定人群在社会生活中的需求由于新型冠状病毒的出现，这种情况发生了变化。开发能够有效预防接触区域感染的抗菌材料。具有各向异性形状的无机层状材料（陶瓷纳米片）适合物理破坏病原体，并用可有效灭活病原体的有机分子进行修饰。此外，将透明合成聚合物单体和纳米片在溶剂中混合，施加到固体材料上，并聚合形成抗菌和抗病毒表面膜。因此，我们将开发一种可有效预防医疗器械感染和不特定人数接触部位引起的接触感染的涂层材料。今年，我们合成了一种由磷酸锆纳米片（ZrP NS）和丙烯酸树脂（PMMA）组成的复合透明薄膜，并研究了其对机会性细菌（大肠杆菌或金黄色葡萄球菌）的抗菌作用。合成的复合薄膜对可见光表现出高透明度，并展示了将其应用于现有固体材料表面，使表面抗菌而不损害材料外观的可能性。此外，该膜显示出反复的抗菌耐久性，并且对金黄色葡萄球菌特别有效。当复合膜暴露于细菌后观察其表面时，观察到许多细菌附着在其上，并且发现一些细菌与正常状态相比具有变形的形状。因此，很明显，细菌在膜表面被杀死，并且灭菌引起的膜污染降低了持续的抗菌效果。