カーネーションのようなナノ構造体が、将来的には創傷治癒を促進するための包帯に使用される可能性があります。研究者らは『ACS Applied Bio Materials』誌において、ナノフラワーでコーティングされた包帯の実験室試験により、抗生物質作用、抗炎症作用、そして生体適合性を示したと報告しています。これらの結果から、タンニン酸とリン酸銅(II)から発芽させたナノフラワー包帯が、感染症や炎症性疾患の治療において有望な候補であると述べています。この論文は2025年1月6日に発表され、タイトルは「Self-Assembled Nanoflowers from Natural Building Blocks with Antioxidant, Antibacterial, and Antibiofilm Properties(抗酸化・抗菌・抗バイオフィルム特性を有する天然構成要素由来の自己組織化ナノフラワー)」です。
ナノフラワーは、自発的に組み上がる微細な構造体ですが、その広い表面積により薬剤分子を多数付着させることができ、薬剤の送達に特に適しています。包帯の「花」を設計するにあたり、ジェノヴァ大学のファテメ・アフマドプール(Fatemeh Ahmadpoor)とピエル・フランチェスコ・フェラーリ(Pier Francesco Ferrari)らは、タンニン酸とリン酸銅(II)を使用しました。両方の試薬が抗菌性および抗炎症性を有するためです。研究者らは、生理食塩水中でナノフラワーを成長させた後、生体模倣構造をエレクトロスピニング法で作製したナノファイバー布地のストリップに付着させました。
その結果、ナノフラワーでコーティングされた包帯は、培養された広範な細菌(大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌など)およびそれらの抗生物質耐性バイオフィルムを不活性化し、活性酸素種(ROS)を除去し、かつ実験室で培養されたヒト細胞に損傷を与えませんでした。
アフマドプール博士(Fatemeh Ahmadpoor, PhD)とフェラーリ博士(Pier Francesco Ferrari, PhD)は、このナノフラワー包帯が、感染症と創傷治癒を加速させる自然でコスト効率の高い、かつ非常に効果的なソリューションを提供するという点で、治療基準を再定義する可能性のある画期的な進歩であると述べています。
ナノフラワーとは、自己組織化によって形成される微小な構造体であり、その名前のとおり花のような形状をしています。これらの構造体は、表面積が非常に大きいため、多数の薬剤分子を効率よく固定化でき、薬物送達の分野で有望視されています。
今回の研究では、研究者らが選んだ材料であるタンニン酸とリン酸銅(II)は、それぞれ抗菌性および抗炎症性を持つことで知られており、創傷治療において理想的な候補とされます。研究チームは、これらの構成要素を生理食塩水中で反応させてナノフラワーを形成させ、さらにその構造体を、電界紡糸によって作製されたナノファイバー布に固定化しました。
実験では、このナノフラワーでコーティングされた包帯が、大腸菌、緑膿菌、黄色ブドウ球菌など、培養されたさまざまな種類の細菌に対して有効であることが示されました。さらに、これらの病原菌が形成する抗生物質耐性バイオフィルムに対しても効果があり、加えて、細胞障害性を示さずに活性酸素種(ROS: reactive oxygen species)を除去できる抗酸化能も備えていました。
こうした特性を持つことから、研究者らは、この自己組織化ナノフラワー技術が、従来の創傷ケア製品に比べてはるかに効果的かつ安全な代替手段となり得ると結論づけています。特に、感染予防と炎症の抑制を同時に実現し、しかもコスト効率が高いという利点は、医療現場での広範な応用を後押しする要因になると期待されています。
画像:このエレガントなナノフラワーは、エレクトロスパンナノファイバー包帯に塗布することで、抗酸化作用、抗菌作用、抗バイオフィルム作用を付加する。 (Credit: Adapted from ACS Applied Bio Materials 2025, DOI: 10.1021/acsabm.4c00788)
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