“プラスチック”で病気の予防や診断、治療をおこなう未来へ

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“プラスチック”で病気の予防や診断、治療をおこなう未来へ

2021.03.17

提供:静岡理工科大学

“プラスチック”で病気の予防や診断、治療をおこなう未来へ

私たちの暮らしは、多くの高分子材料に支えられています。その代表格がプラスチック。静岡理工科大学 物質生命科学科 機能性高分子研究室の小土橋准教授は、プラスチックの高分子構造を設計することで、特定の機能を付け加え「機能性高分子」として活用する研究をおこなっています。特定の機能とは、「温度で性質が変わる」「光を当てると光る」「細菌を吸着し倒す」などさまざま。これらをバイオマテリアル(医療に関係する材料)として医療分野に応用することを目指しています。

この記事をまとめると

  • 今、医療現場で注目を集めている材料「機能性高分子」とは。
  • 国内の企業との連携により、10年後の実用化を目指す細菌の感染を防ぐシート。
  • 物質生命科学科での最先端の学び、「環境新素材コース」と「バイオ食品科学コース」。

機能性高分子をバイオマテリアルとして医療分野へ

バイオマテリアルとは医療に関係する材料の総称で、セラミックスや金属、高分子を3大材料としています。縫合糸や人工血管、ステントなどがそうです。そして、今、医療現場で注目を集めている材料が「機能性高分子」なのです。

小土橋准教授は、医工連携のもと、バイオマテリアルとしての実用化に向け開発を進めています。
例えば、手術後の傷口からの感染リスクを低減する「抗菌性高分子をフィルム化した創傷被覆材」、極小カプセルにがん組織を光らせる機能性を簡単に付与できる「カプセル調製キット」などです。極小カプセルは、機能性としてがん組織への集積などを選択することができ、カプセル内への薬の内包も可能なので、診断と治療を同時に行えることが期待されます。

また、機能性高分子は環境問題への応用も可能です。小土橋准教授は、同じ物質生命科学科の有機化学・医薬品化学研究室と共同で「迅速に分解するプラスチック」を開発しました。これは、生物濃縮などマイクロプラスチックがもつ環境問題の解決に貢献できるかもしれません。

傷口に貼るだけで細菌の感染を防ぐシート。 10年後の医療機器としての実用化を目指す。

抗菌性高分子をフィルム化した創傷被覆材については、すでにプロトタイプが完成しています。小土橋准教授は、2016年に同学に着任してからこの研究テーマに注力されてきました。現在は、物性評価や既製品との比較研究を学生と共に進めており、今後は特許取得や論文・学会発表などをしながら、臨床試験にも着手する予定です。

開発の動機は、「薬剤耐性菌」による死者の増加です。
対策がなされなければ、2050年には世界で1000万人が薬剤耐性菌に関連して亡くなるという予測があり、薬剤耐性菌は深刻な問題です。そして従来の既製品では、創傷を感染から防ぎきれないと医療現場から声が上がっていました。

この創傷被覆材は、「菌を吸着し細菌の細胞膜を破壊する」機能性高分子を用いたシートからつくられます。これは高分子の表面に正電荷を持たせることで、負の電荷を持つ細菌を吸着するというものです。そして細菌の細胞膜を乱すことで穴を開けて壊します。このシートは、代表的な薬剤耐性菌であるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)に対しても有効性が示されました。

今後、小土橋准教授は国内の企業と連携して、医療機器としての市場参入を目指しているとのこと。10年後の実用化を目指して開発が進んでいます。

環境新素材コースで学べるエネルギー新素材・環境新素材。 バイオ食品科学コースは、食品衛生管理者養成施設に登録。

物質生命科学科では、化学を中心として機能性材料、生体材料、遺伝子、そして食品などの基礎を、講義だけでなく少人数での実験や演習などで実践的に修得します。

環境新素材コースでは、身の回りのさまざまな物質に関する基礎的教育と、それらの環境における役割を理解するためのプログラムを組んでいます。
多くの応用分野をもつ半導体、誘電体、磁性体、触媒材料などについて専門的に学ぶことが可能です。
取得が目指せる資格には、環境計量士、危険物取扱者、毒劇物取扱者などがあります。

バイオ食品科学コースでは、原子・分子・遺伝子レベルから食品と健康にアプローチし、生体反応を制御している物質を、食品の安全性の観点から修学します。
静岡県西部地域では唯一*、食品衛生管理者の養成施設に登録されているので、本コースの必要科目を履修することで当該資格を取得可能です。

*厚生労働省HP「食品衛生管理者_食品衛生管理者養成施設一覧(令和2年7月1日現在)」資料より

【広告企画】提供 : 静岡理工科大学

この記事のテーマ
体育・健康・スポーツ」を解説

病気やけがの予防、治療後のケアを通して、人々が健やかに暮らせるようにするのが健康学の考え方です。食生活や運動、心理状態、検査やリハビリテーションなど、学ぶ内容は多岐にわたります。体育やスポーツは、健康維持の身近な方法を学ぶとともに、競技技術の向上、メンタルや栄養、指導者としてのスキルも学びます。

「体育・健康・スポーツ」について詳しく見る

この記事で取り上げた
「生命科学」
はこんな学問です

学校によって農学、工学、理学、医学、薬学など領域は異なるが、生命の営みを細胞・分子といったレベルで研究し、人の暮らしや産業に役立てようとする学問。主に生命、食、環境の課題を解決することを目的としている。バイオテクノロジーを活用して細胞生物学、分子生物学の視点から研究を行う学校もあれば、医学・薬学の視点から研究に取り組む学校もある。生命を対象とする学問であることから、倫理観も求められる学問といえる。

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