抗菌および抗菌材料の差し迫った台頭

新しい感染性物質の出現は重大な懸念事項になっています –世界が世界的大流行によってもたらされる健康と経済への影響に直面する中、これまで以上に。 抗菌材料の開発と使用 環境の管理と将来の発生の防止に、より厳格な対策を講じる場合にのみ、上昇が見込まれます。 。

安全衛生の維持に関する意識の高まりに後押しされて、世界の抗菌コーティング業界は需要の急激な増加を予測しています 、GlobalMarketInsightsによって報告されています。

抗菌材料およびコーティング市場は、2017年に30億ドル以上と評価されました。 2018年から2024年にかけて年平均成長率は約12.5％になると予想されています 、2024年末までに70億ドルに達する。

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抗菌材料の開発と使用は、私たちが環境を管理し、将来の発生を防ぐためにより厳格な措置を講じるにつれて、増加することが期待されています。

感染性物質は通常、空中の飛沫を介して拡散します くしゃみや咳から生成 。これらの体液は表面に沈殿する可能性があります 、そして個人がこれらの呼吸器飛沫に触れると、人から人への感染が可能になります。

NeelyとMaleyが実施した研究では、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）やバンコマイシン耐性腸球菌などの病原体が病院で使用される材料で1日生存することがわかりました。 。

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ウイルスは通常、ステンレス鋼、プラスチック、および同様の硬い表面で、布地やその他の柔らかい表面よりも長く活動し続けます。

一部の微生物は90日以上も生きていました 。これらの微生物は集中治療室（ICU）で流行しており、病気や死亡の可能性が高くなります。 過酸化水素と同様の消毒剤 、理想的ではありません 残留効果が限られており、環境毒性の問題があるためです。

この現在の構造では、抗菌活性を提供できる材料を探索する必要があります。 、これにより、発生の可能性を減らすことができます。

理想的な抗菌素材

抗菌材料 微生物を抑制または殺すことができる抗菌剤を含む それらの表面またはそれらの周囲の中で。それらは、抗菌性ポリマー、抗菌性プラスチック、抗菌性ナノ材料、または抗菌性セラミックである可能性があります。 。

理想的な抗菌材料は、次の特徴を表しています。

• 安全に使用できます;
• 安価で簡単に合成できます。
• 幅広い抗菌活性をカバーします;
• 長期間安定性が高い;
• 水不溶性（水消毒で使用する場合）;
• 腐敗しにくい;
• 有毒な製品を放出してはなりません。

抗菌材料とコーティングの種類

1。抗菌ポリマー

ポリマーの多様な高分子特性 特に生物医学分野では、微生物汚染に対する好ましい選択肢になります。 。高分子殺生物剤としても知られる抗菌性ポリマーは、病気の原因となる微生物の増殖を阻害することができます。

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抗菌表面の一般原則[1]。

精製なしで抗菌作用を示し、固有の自己消毒特性を持つ材料 固有の抗菌材料と呼ばれます 。天然高分子、グアニジン基を有する高分子、四級窒素原子を含む高分子、ハロゲンを含む高分子、天然ペプチドを模倣した高分子は、固有の抗菌活性を持つ多くの高分子材料の一部です。

いくつかの天然高分子 キトサン、ヘパリン、e-ポリリジン 。キトサンベースの材料は、その生分解性、非毒性、生体適合性、および抗菌活性により、有望な可能性が見られます。

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より安全な製品とより長い貯蔵寿命のために企業が抗菌包装に切り替えるにつれて、高分子抗菌食品包装は一巡しています。

ポリマーに抗菌活性を与えることは、化学修飾によっても可能です。 。いくつかの変更には、低分子量抗菌剤の共有結合、抗菌ペプチドのカップリング、および合成ポリマーへの天然ポリマーのグラフト化が含まれます。

高分子抗菌食品包装 より安全な製品とより長い貯蔵寿命のために、企業が抗菌パッケージに切り替えるにつれて 。

抗菌ポリマーの他の用途は、カビの修復、粉体塗装、および建設業界で見つけることができます。

2。抗菌プラスチック

a）抗菌プラスチック

抗菌プラスチック は、抗菌添加剤を含む合成高分子材料であり、微生物の成長に対して効果的です。 。粘着性のない表面を形成することで細胞間コミュニケーションを妨害し、バクテリアを殺すことで抗菌性を発揮します。

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市販の浄水器に含まれる抗菌プラスチック。

ハイチェア、浄水器、食品保存容器など、商業的に使用されている抗菌プラスチック 抗菌活性成分を含まないプラスチックよりも耐久性があります。熱可塑性および熱硬化性ポリマーにブレンドされた添加剤は、プラスチックの劣化を早める微生物の存在を最小限に抑え、プラスチックの機能寿命をさらに延ばすように機能します。 。互換性のあるプラスチック材料には、ポリプロピレン（PP）、ポリカーボネート（PC）、ポリスチレン（PS）、ポリエチレン（PE / LDPE）などがあります。

b）抗菌性バイオプラスチック

アルブミン、大豆、ホエイプロテイン バイオプラスチックの製造に適した原材料として機能します。 アルブミンベースのプラスチックは、表面での大腸菌と枯草菌の増殖を妨げます 、ホエイプロテインに含まれる免疫グロブリンとグリコマクロペプチドは毒素に結合し、微生物感染を防ぎます 。

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スコットランドの青いバイオテクノロジー企業であるCuanTecは、世界で2番目に豊富な天然生体高分子であるキチンの使用に基づいたプラスチック食品包装の抗菌性の家庭用堆肥化可能な代替品を発表しました。同社は、甲殻類業界の食品加工業者からの廃棄物（貝、頭、爪、尾、人々が食べない部分）からこのキチンを抽出し、キトサンに変換します。

テスト方法もあります アルブミンまたはホエイプラスチックが医療システムで使用できるかどうかを判断するために利用できます。たとえば、医療製品のパッケージングや医療用途の感染テストなどです。 。

3。抗菌セラミック

抗菌セラミック は、釉薬内に添加剤を組み込んだ非金属の固体材料であり、細菌の増殖に耐性があります。 。 Drelich et al。が実施した研究では、銅を注入したセラミック 水消毒のための有望な抗菌製品として役立つ可能性があります。

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（a）抗菌セラミックストーンの製造における3つのステップの概略図。 （b）セラミックストーン; （c）石の配合に使用される粘土のX線回折パターン。 （d）多孔性を示すセラミック石の走査型電子顕微鏡写真[2]。

銅と銅の化合物は、バクテリアを含むさまざまな微生物を殺すと主張しています。 （グラム陽性菌と陰性菌）、真菌、ウイルス （エンベロープおよび非エンベロープ）、酵母、および胞子 。

2時間以内に有害なバクテリアの99.9％を殺すことができます 銅開発協会（CDA）によると、銅の表面に繰り返しさらされても、99％以上のバクテリアを殺し続けることができます。汚染された水中のクレブシエラニューモニアエと黄色ブドウ球菌の両方の個体数は、多孔質の銅を注入した抗菌セラミック石にさらされたときに、3時間で>99.9％減少しました 。

抗菌セラミックの用途は、シンク、バスタブ、トイレ、シャワー、キッチン用品にあります。

4。抗菌ナノ材料

a）有機および無機ナノ粒子

有機ナノ粒子 抗菌剤を放出するか、接触-カチオン性表面を殺すことにより、微生物を排除することができます 。ジョーンズらが行った実験では、ポリ-イプシロン-カプロラクトン（PCL）をポリ（N-ビニルピロリドン）-ヨウ素とブレンドし、その結果、機械的またはレオロジーに変化を与えることなく、生体材料に抗菌特性を付与しました。プロパティ 。 PCLの分解により、大腸菌の付着防止も促進されました 。

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有機、ハイブリッド、無機のカテゴリに分類されたさまざまな種類のナノ粒子（NP）の概略図[3]。

無機ナノ粒子 より安定している 有機物よりも高い温度 、過酷な処理条件に耐えることができます。その結果、無機ナノ粒子は抗菌材料としてよく使用されます。

b）金属酸化物ナノ粒子

金属酸化物ナノ粒子 静電相互作用による細胞の膜損傷を引き起こす 。プロトンの漏出は活性酸素種の生成を誘発し、脂質、炭水化物、核酸、タンパク質などの有機生体分子に損傷を与え、それによって微生物死を引き起こします。

酸化アルミニウム 大腸菌の増殖阻害を示した。 三酸化アンチモン 黄色ブドウ球菌と枯草菌の微生物にも毒性があります。 コバルト酸化物、酸化鉄、マグネシウム酸化物、亜鉛酸化物、二酸化チタンなどの他の金属酸化物ナノ粒子 、および銀ナノ粒子 また、抗菌活性の有望な結果を示しました。

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医学の分野における金属ナノ粒子、特に銀ナノ粒子の最も重要な用途の1つは、これらのナノ粒子を抗菌剤として使用することです。広範囲のグラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌に対するナノ粒子の致死活性が承認されています。

銀ナノ粒子 他の金属と比較して優れた抗菌特性を持っています 。銀イオンとタンパク質および細胞酵素のチオレート基との強い結合により、フェイスマスク、プライベートカーテン、包帯、創傷被覆材、ベッドシーツ、その他のテキスタイルなどのヘルスケアファブリックに理想的な添加剤になります。 ヘルスケアに関連しています。 2015年には、抗菌粉体塗装での銀の使用が、業界の総収益の 50％を占めました。 。また、2024年までに20億ドルを生み出すと予想されています。

次は？

抗菌剤、特に表面コーティング市場で、政府が自己衛生対策を実施する際により厳しい基準を実施する場合、主要な原材料としてより多くの牽引力を獲得するのは時間の問題です。 。

さらに、建設、食品包装、繊維、カビの修復、家具、台所用品、自動車などの多くの業界での用途 グローバル市場での地位をさらに強化します。