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【特集】バイオフィルムを知る～その特徴・問題点とその対策

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特集にあたって
Introduction

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医学的に問題となるバイオフィルム形成微生物
Diseases Derived from Biofilm-producing Microorganism

　バイオフィルムを形成する微生物の中には,医療分野でもしばしば重要な疾患の原因となるものがある。バイオフィルムを形成する微生物やその形成過程等についての解説は別の著者に委ね,ここでは医学分野でのバイオフィルムに関するトピックスと,特にバイオフィルムを形成する微生物が原因となる様々な疾患,バイオフィルム形成性の微生物について概説する。

【目次】
1　はじめに
2　バイオフィルムに関連した現象
2.1　クラムセンシングQuorum sensing
2.2　生きてはいるが培養できないViable but nonculturable:VBNC細菌
2.3　微生物にとってバイオフィルムの状態は子孫の維持(生き残り戦略)に有益か?
3　微生物のバイオフィルム形成が関係すると考えられる疾患
3.1　聴覚系
3.2　心血管系
3.3　消化器系
3.4　創傷感染
3.5　生殖器系
3.6　呼吸器系
3.7　泌尿器系
3.8　口腔内
4　ヒトでバイオフィルムを形成する主要な微生物
4.1　細胞
4.2　真菌

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バイオフィルムの特徴と検出方法
Characteristics of Biofilms and Evaluation Methods

　バイオフィルムは細菌が相界面に作り出す生物由来の重合物質の薄膜状物質である。材料表面におけるバイオフィルムは,材料に様々な影響を与え,腐食劣化,スケール生成,製品の機能低下,ぬめりの発生により衛生低下,薬剤耐性による院内感染,慢性病の誘発など,様々な問題を引き起こすため,これに対する対策,またそれに先だっての正確な評価が必要とされている。本稿においては,材料科学・工学の立場から見たバイオフィルムの特徴を述べ,その検出,評価の方法について概説した。

【目次】
1　はじめに
2　材料科学的な観点からのバイオフィルムの特徴
3　バイオフィルムの検出方法
3.1　機器分析を用いたバイオフィルムの検出法
3.2　生物学的な観点からのバイオフィルムの検出法
3.3　規格化への動きとその意義
4　将来展望

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水環境で形成されるバイオフィルムとその対策
Biofilms Formed in the Aquatic Environment and Their Countermeasures

　バイオフィルムの発生は特殊な現象のように考えられるが,実はごく自然な現象であって,バイオフィルムは“微生物のすみか”ともいえる。身近な水環境において,分野,領域を問わず,バイオフィルムはどこにでも発生すると考えてほぼ間違いない。ここでは,一般的なバイオフィルムについて概説し,その対応についても言及した。

【目次】
1　バイオフィルムの発生事例
2　バイオフィルムの正体
3　バイオフィルムの形成過程
4　支持固体(担体)の材質とバイオフィルム形成
5　細菌の情報伝達機構(クオラムセンシング)
6　バイオフィルムの形成防止・除去
6.1　バイオフィルムを退治する
6.2　バイオフィルムの発生防止ポイント
6.3　バイオフィルム形成防止技術
6.4　バイオフィルムの除去技術
6.5　バイオフィルム対策の実際
6.6　 Legionella pneumophila のバイオフィルムに対する電解次亜塩素酸水の有用性

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生活環境で形成されるバイオフィルムとその対策
Biofilms in Living Environments and Countermeasures

　バイオフィルムは我々の生活環境の様々な場面で見られるが,その各場面によって含まれる菌種も構造も多様である。さらに,バイオフィルム制御を通じたニオイ除去から病原菌の除去まで,求められる効果も多様である。従って,各場面及びその場面で形成されるバイオフィルムの特徴に応じて最適な対策を検討する必要がある。既存の研究例をどのように活かし,どのように技術を構築すべきか概説した。

【目次】
1　生活環境で形成されるバイオフィルム
2　生活環境におけるバイオフィルムの特徴
3　生活環境におけるバイオフィルムの対策の特徴
4　バイオフィルムの対策技術構築の流れ
5　おわりに

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口腔内バイオフィルムの特徴と制御
Characteristics and Control of Oral Biofilm

【目次】
1　はじめに
2　口腔バイオフィルムの特徴
2.1　口腔マイクロバイオームの特性
2.2　健康における口腔マイクロバイオームの役割
2.3　口腔バイオフィルムの構造と形成
2.4　バイオフィルム形成時の細菌間相互作用
3　口腔バイオフィルムが原因となる疾患
3.1　う蝕
3.2　歯肉炎
3.3　歯周炎
4　 口腔バイオフィルム制御へのアプローチ
4.1　ナノ粒子製剤
4.2　光線力学的療法
4.3　プロバイオティクス治療
4.4　クオラムクエンチング療法
4.5　その他のアプローチ

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BIO ENERGY

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バイオガス事業の概況と課題

【目次】
1　はじめに
2　バイオマス活用の現状
2.1　バイオマス活用推進基本法
2.2　エネルギーミックスの実現とバイオマス利用
2.3　再生可能エネルギー政策の現状
3　バイオガス利活用の現状
3.1　国内のバイオガス施設の発電規模と事例
3.2　ドイツにおけるバイオガス施設
4　バイオガス施設の活用事例
4.1　北海道鹿追町
4.2　福岡県大木町
5　バイオガス利用の普及促進と課題

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BIO REVIEW

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酵素機能電極反応の基礎概念と実際

【目次】
1　酸化還元酵素と酵素機能電極
2　MET型酵素機能電極反応におけるメディエータの選択
3　MET型酵素機能電極反応の定常触媒電流解析
4　DET型酵素機能電極反応の解析法
5　DET型酵素機能電極反応の実現

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ウェアラブルネットワークの近未来

【目次】
1　ウェアラブル機器の進展
2　ウェアラブルの分類
3　環境ウェアラブルの時代へ
4　環境ウェアラブルの近未来

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電極用触媒としての好熱菌酵素改変技術

【目次】
1　はじめに
2　遺伝子工学的手法による好熱性酵素の高効率電極用触媒への改変
3　電極表面への配向固定するための遺伝子工学的手法によるペプチドタグ付加酵素の構築
4　おわりに

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BIO BUSINESS

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脂肪酸工業

　脂肪酸は脂質を構成するほか,生体内のエネルギー源にもなる。その工業面での用途はゴム工業,塩ビ安定剤,金属石けん,界面活性剤など多岐にわたっている。わが国の脂肪酸工業は2011 年に発生した東日本大震災やそれに続く原子力発電所の稼働停止,油糧種子生産国における異常気象の頻発,原油価格の高騰,欧州債務危機による世界経済への影響,長期にわたる円高などの要因により長く低迷していた。2013 年には立ち直りの兆しが見え,生産,販売実績ともに大幅な改善を示したが,それ以降は漸減傾向が続いている。

【目次】
1　需要概要
2　輸出入動向
3　原料動向
4　メーカー概要

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芳香・消臭・脱臭剤工業

　2020 年度の芳香・消臭・脱臭剤市場は前年より大きく拡大し約640 億円規模となった。消費者の価値観やニーズの多様化に対応し,2020 年も各社から様々な新商品が上市され,市場は活況を呈した。特定の悪臭の消臭に特化した機能や,よりナチュラルな香りを追求した商品が多く見られた。また,スプレー,ジェル,液体,スティックなど様々な形態の商品が発売され,消費者の選択肢が広がった。とりわけ女性をメインターゲットにした,インテリア性が高く,高単価な室内用スティックタイプの芳香・消臭剤が好調を博した。また,ウイルスや雑菌から守る効果や,雑菌やカビの繁殖を抑える効果など,除菌機能や介護用途を想定した商品の需要が高まっている。今後もさらなる付加価値商品の開発・投入が進むとみられる。

【目次】
1　概要
2　種類・素材など
3　市場動向
4　主な企業動向

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BIO PRODUCTS

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エチルセルロース(Ethyl cellulose)

フルフラール(Furufral)

エリスリトール(Erythritol)