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ナノポーラス金の近接抗菌作用を利用した細胞に無害な選択抗菌性マイクロ構造の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01734
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関京都大学

研究代表者

馬渕 守  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (00358061)

研究分担者 中野 裕美  豊橋技術科学大学, 教育研究基盤センター, 教授 (00319500)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワードナノポーラス / 抗菌 / 細胞培養 / マイクロ構造
研究成果の概要

抗菌性ナノポーラス金を細胞に無害な平滑金のマイクロ構造と組み合わせ、細菌のみを選択的に殺菌し、細胞のみを選択的に増殖させることを目的とした。市販のニッケルメッシュをテンプレートとして用い、スパッタリングと脱合金化によって溝部(凹部)にナノポーラス金を、島状部(凸部)に平滑金を持つマイクロ構造基板を作製した。細胞どうし(HeLa細胞/前駆脂肪細胞)、また細菌と細胞(大腸菌/前駆脂肪細胞)の共培養において、サイズの小さい種(前者ではHeLa細胞、後者では大腸菌)のみを選択的に不活化することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌がナノポーラス金に直接触れることによって不活化する現象は、他の抗菌性金属(銀イオン、活性酸素等の拡散性物質の放出)の機構とは根本的に異なり学術的に興味深いが、応用例はまだない状態であった。マイクロ構造との創造的な組み合わせにより、遠心分離や抗生物質などの方法とは異なる「細胞にやさしい」すなわち細胞の活性を極力保ったまま分離する物理的分離として本提案手法は成功した。このことはナノポーラス金とマイクロ構造の双方の応用に寄与する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] A new mechanism for reduced cell adhesion: Adsorption dynamics of collagen on a nanoporous gold surface2021

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Soichiro、Yokoyama Ryo、Maki Takuya、Tomita Kazuki、Osugi Ryosuke、Hakamada Masataka、Mabuchi Mamoru
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: C

      巻: 119 ページ: 111461-111461

    • DOI

      10.1016/j.msec.2020.111461

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous role of integrins in fibroblast response to small cyclic mechanical stimulus generated by a nanoporous gold actuator2021

    • 著者名/発表者名
      Deguchi Soichiro、Kato Atsushi、Wu Peizheng、Hakamada Masataka、Mabuchi Mamoru
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 121 ページ: 418-430

    • DOI

      10.1016/j.actbio.2020.12.014

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electronic origin of antimicrobial activity owing to surface effect2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Naoki、Sakakibara Susumu、Hakamada Masataka、Mabuchi Mamoru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1091-1091

    • DOI

      10.1038/s41598-018-37645-w

    • NAID

      120006552921

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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