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

Research Project

Project/Area Number	22K03849
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
Research Institution	Tokyo National College of Technology
Principal Investigator	角田陽東京工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (60224359)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	マイクロテクスチャ / 微細加工 / テクスチャ / 細胞培養
Outline of Research at the Start	本研究では，さまざまなナノ・マイクロレベルのテクスチャを施した固体表面を作製し，その表面性状と細菌等の増殖およびバイオフィルム（ＢＦ）形成メカニズムの関係を定量的に解明し，細菌等の増殖およびＢＦ形成の制御を実現するテクスチャ設計指針を明確化することをめざしている．
Outline of Annual Research Achievements	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．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 昨今の半導体集積回路等の供給不足により，実験消耗品をはじめとするさざままなものの納入が想定よりも時間がかかるようになっており，実験準備に時間がかかったため，やや全体計画よりも遅れている．
Strategy for Future Research Activity	当初予定どおり，さまざまなマイクロテクスチャの作製はおおよそできはじめているので，その表面上での培養抑制実験などに取り組んでいく．