シャークレット（資料）
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シャークレット・テクノロジーズ社が製造するシャークレットは、微生物、特に細菌の増殖を阻害するように設計された、生物に着想を得たプラスチックシート製品です。病院など、細菌の拡散や感染症を引き起こす可能性が比較的高い場所での使用を目的として販売されています。 [ 1 ]
シャークレットのテクスチャは、サメの皮膚のテクスチャ分析から着想を得ました。サメの皮膚は、船体などの滑らかな表面とは異なり、フジツボなどの生物付着物を引き付けません。その後、このテクスチャは微生物の活動も防ぐことが分かりました。[ 2 ]
歴史
シャークレットは、フロリダ大学の材料科学工学教授であるアンソニー・ブレナン氏が、真珠湾の船舶や潜水艦の防汚技術の改善に取り組んでいた際に発明した、生物に着想を得た素材です。[ 3 ]
ブレナンはサメが汚れないことに気づいた。彼はサメの皮膚の歯状突起が、マイクロメートルスケールで数百万本の小さなリブ[ 3 ]からなる、特徴的なダイヤモンド型の繰り返し微細パターンで構成されていることを発見した。微生物の定着を防ぐ物質の質感に関する彼の数学モデルは、サメの歯状突起のリブの幅と高さの比に対応している。滑らかな表面と比較した場合、[ 4 ]、最初の試験では緑藻の定着が85%減少した。
応力勾配
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付着防止と転座抑制が実証されており、デバイス関連感染のリスクを大幅に低減すると考えられています。シャークレットの地形は、定着した細菌に機械的ストレスを与えます。これはメカノトランスダクションと呼ばれる現象です。表面の凹凸が平面内に応力勾配を誘導し、正常な細胞機能を阻害します。これにより、微生物は応力を均等化するために、それぞれの地形上の特徴との接触面積を調整せざるを得なくなります。[ 5 ]しかしながら、シャークレットは他のプラスチックと同じ材料で作られています。
シャークレットマイクロパターンは、製造工程において様々な医療機器の表面に組み込むことができます。シャークレットマイクロパターンは、海洋微生物、病原細菌、真核細胞の生体接着を抑制することが試験されています。模擬血管環境下において、滑らかな対照群と比較して、S. aureusおよびS. epidermidisのコロニー形成を約70%減少させます。このマイクロパターンは同様に、血小板接着およびフィブリン鞘形成を約80%減少させます。[ 6 ] in vitro試験では、中心静脈カテーテルに関連する熱可塑性ポリウレタンにおいて、 S. aureusおよびP. aeruginosa細菌病原体のコロニー形成を減少させることが明らかになりました。[ 7 ]
参照
参考文献
- ^ Kaluzny, Kasia、「新技術が病院の病原菌と戦う方法」、 Hospital News
- ^ Rostami SとGaripcan B (2022)表面イノベーション10(3): 165–190, https://doi.org/10.1680/jsuin.21.00055
- ^ a b "「自然にインスパイアされて」」。Sharklet Technologies Inc. 2010年。2014年6月6日閲覧
- ^ Alsever, Jennifer (2013年5月31日). 「Sharklet：バイオテクノロジーのスタートアップ企業がサメで細菌と戦う」 . CNN.com Money .
- ^ Schumacher, JF; Long, CJ; Callow, ME; Finlay, JA; Callow, JA; Brennan, AB (2008). 「遊泳藻類胞子の定着（付着）を抑制するためのナノフォース勾配工学」Langmuir . 24 (9): 4931–7 . doi : 10.1021/la703421v . PMID 18361532 .
- ^ May, Rhea M; Magin, Chelsea M; Mann, Ethan E; Drinker, Michael C; Fraser, John C; Siedlecki, Christopher A; Brennan, Anthony B; Reddy, Shravanthi T (2015年2月26日). 「中心静脈カテーテルの生体適合性向上のための、細菌コロニー形成、血小板接着、フィブリン鞘形成を低減する人工マイクロパターン」 . Clinical and Translational Medicine . 4 (1). Springer Science and Business Media LLC: 9. doi : 10.1186 /s40169-015-0050-9 . ISSN 2001-1326 . PMC 4385044. PMID 25852825 .
- ^ Xu, Binjie; Wei, Qiuhua; Mettetal, M. Ryan; Han, Jie; Rau, Lindsey; Tie, Jinfeng; May, Rhea M.; Pathe, Eric T.; Reddy, Shravanthi T.; Sullivan, Lauren; Parker, Albert E.; Maul, Donald H.; Brennan, Anthony B.; Mann, Ethan E. (2017年11月1日). 「表面マイクロパターンはコロニー形成と医療機器関連感染症を軽減する」 . Journal of Medical Microbiology . 66 (11). Microbiology Society: 1692– 1698. doi : 10.1099/jmm.0.000600 . ISSN 0022-2615 . PMC 5903250. PMID 28984233 .
外部リンク
- サメに着想を得た技術
- スリニヴァサン、ハリ（2015年3月26日）「鎧のようなサメの皮膚は、スーパーバグに対する防御の青写真となるかもしれない」 PBSニューアワー。2015年3月29日閲覧
