抗菌機能を付与したシリカハイブリッドナノマテリアルの開発

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本研究課題では、抗菌性イオンを導入した有機無機ハイブリッド粒子および繊維の開発を目的と設定した。我々の研究室ではすでに、生分解性ポリマーであるポリγグルタミン酸と、シランカップリング剤の一種であるGPTMSからなるハイブリッド繊維構造体の作製に成功し報告している。この材料は、水を溶媒として用いて合成が可能であることから、生体材料として高い安全性を確保すると共に、タンパク質を変性させずに容易に担持することが可能であることも見出している。本材料に新たに抗菌性を付与することで、インプラント材料全般にて課題とされる細菌感染を防止する機能を実現する。外国人特別研究員によりZnおよびCuを導入した不織布および粒子材料を開発した。一方で、受入研究者側においてもAg導入不織布の作製に成功した。例えばAgはイオンとしてだけでなく、金属粒子としても繊維内に担持されていることが見出された。また、pH7.4の緩衝溶液を用いてイオン溶出挙動を調べた結果、Ag、Si、Mgが材料から溶出することが確認された。得られた材料について、大腸菌を用いた抗菌機能の評価試験を実施したところ、Ag導入不織布において抗菌が確認された。本共同研究にて開発した材料において、抗菌機能の発揮に大きく影響を及ぼすのは材料からの抗菌性イオンの徐放挙動である。作製したどのタイプの材料においてもイオン徐放システムの解析や徐放スピードの制御などを試み、当初想定していた内容を概ね達成できた。一方で、ZnおよびCu導入不織布・粒子に関しては、予定していた細菌を用いた抗菌機能の評価を研究期間中に実施することができなかった。しかし、材料からの抗菌性イオンの徐放挙動については既に確認しており、そのイオン量は抗菌を発揮するのに十分な量であることが既報から推測できることから、本共同研究にて目的とした材料設計は概ね達成できたと考えている。