細菌を物理的に撃退する チタンナノ表面形態デザインを発見 -ナノ突起構造の電気的反応性が抗菌効果を発揮-

細菌を物理的に撃退するチタンナノ表面形態デザインを発見 -ナノ突起構造の電気的反応性が抗菌効果を発揮-

2024年11月29日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院歯学研究科　分子?再生歯科补缀学分野
准教授　山田　将博
教授　江草　宏

【発表のポイント】

薬剤耐性対策のために、化学反応を伴わない物理的な抗菌作用を示す机能性材料の开発が期待されています。
チタンの表面に无数のナノ突起を异方的に配置した微细表面加工を施し、そのチタンナノ表面は物理的刺激を加えることで生物の机能を制御することを明らかにしてきました。
チタンナノ突起の异方的な配置そのものが、チタン表面の电気的反応性を高めて、细菌付着の抑制や杀菌という物理的な抗菌効果を导くことを示しました。

【概要】

细菌が薬剤に対して耐性を持って効かなくなる対策のために、ナノ突起で细菌を物理的に破壊する物理的抗菌性ナノパターン材料が様々な材质で开発され、注目を集めてきました。しかしこれまで、特にチタンなどの无机材料をもちいた抗菌性ナノパターン材料の効果は确认されていますが、抗菌活性の原理は十分に解明されていませんでした。

东北大学大学院歯学研究科分子?再生歯科补缀学分野の山田将博准教授と江草宏教授らの研究グループは、异方的に配列した无数のナノ突起が细胞に物理的刺激を加えることで、生体活性を発挥するチタン微细加工法を开発しました。

今回、表面に存在する无数のナノ突起の异方的な配列そのものが、チタンナノ表面の电気的反応性を高めて、物理的に细菌の付着抑制や杀菌効果（メカノ杀菌）を発挥することを示しました。

本研究成果により、抗菌剤を加えずに抗菌性を获得するチタンインプラント材料の开発とともに、このナノ表面形态デザインの原理を応用することで、様々な材质で物理的抗菌性ナノパターン材料の开発が期待できます。

本研究成果は、2024年11月22日に科学誌Material Today Bioのオンライン版に掲載されました。

図1. 異方性チタンナノ表面が示すメカノ殺菌機序を示す模式図

【论文情报】

タイトル: Anisotropic patterns of nanospikes induces anti-biofouling and mechano-bactericidal effects of titanium nanosurfaces with electrical cue
著者: Eiji Kato, Masahiro Yamada*, Eitoyo Kokubu, Hiroshi Egusa, Kazuyuki Ishihara
*責任著者: 东北大学大学院歯学研究科　准教授　山田将博
掲載誌: Material Today Bio
DOI:

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