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特定のマイクロプラスチックに代わる新しい生分解性素材 |マサチューセッツ工科大学ニュース

マイクロプラスチックは、タイヤ、衣類、プラスチック包装の分解によって放出され、地球上のほぼあらゆる場所で見られる環境危険物です。マイクロプラスチックのもう 1 つの重要な発生源は、一部の洗剤、化粧品、その他の美容製品に添加される小さなビーズです。これらのマイクロプラスチックの一部を発生源から切り離す取り組みの中で、MITの研究者らは、現在美容製品に使用されているプラスチックビーズに代わる可能性のあるある種の生分解性材料を開発した。これらのポリマーは無害な糖とアミノ酸に分解されます。「マイクロプラスチック問題を軽減する方法の 1 つは、既存の汚染を浄化する方法を見つけることです。しかし、先を見据えて、そもそもマイクロプラスチックを生成しない材料の開発に注力することも同様に重要です」と、MIT コッホ統合癌研究所の主任研究員であるアナ・ジャクレネック氏は言う。これらの粒子は他の用途にも応用できる可能性があります。新しい研究で、ヤクレネック氏らは、この粒子を使用してビタミンAなどの栄養素をカプセル化できることを示した。カプセル化されたビタミンAやその他の栄養素で食品を強化すれば、栄養欠乏症に苦しむ世界中の20億人の人々の一部を助けることができる可能性がある。ヤクレネック氏と、MIT研究所教授でコッホ研究所のメンバーであるロバート・ランガー氏がこの論文の主著者である。 今日登場するのは 自然化学工学。この論文の主著者は、MIT の化学工学大学院生である Linzixuan (Rhoda) Zhang です。生分解性プラスチック2019 年に、Jaklenec、Langer らは、 ポリマー材料 彼らは、ビタミンAやその他の必須栄養素をカプセル化するために使用できることを示しました。彼らはまた、カプセル化された鉄を強化した小麦粉から作られたパンを摂取した人々は、鉄レベルの増加を示したことも発見した。しかし、それ以来、欧州連合はBMCとして知られるこのポリマーをマイクロプラスチックとして分類し、2023年に発効する禁止令の対象に含めました。その結果、最初の研究に資金を提供したビル＆メリンダ・ゲイツ財団は、 MIT チームは、より環境に優しい代替案を設計できないか尋ねました。Zhang率いる研究者らは、ランガー氏の研究室が以前に開発した、ポリ(ベータアミノエステル)として知られる一種のポリマーに注目した。これらのポリマーは、遺伝子送達やその他の医療用途の媒体として有望であることが示されており、生分解性があり、糖とアミノ酸に分解されます。研究者は、材料の構成要素の組成を変更することで、疎水性 (水をはじく能力)、機械的強度、pH 感受性などの特性を調整できます。 5 つの異なる候補材料を作成した後、MIT チームはそれらをテストし、胃などの酸性環境にさらされたときに溶解する能力など、マイクロプラスチックの用途に最適な組成を持つと思われる材料を特定しました。研究者らは、これらの粒子を使用してビタミン A のほか、ビタミン D、ビタミン E、ビタミン C、亜鉛、鉄をカプセル化できることを示しました。これらの栄養素の多くは熱や光による劣化に弱いですが、粒子に包まれている場合、研究者らは栄養素が沸騰したお湯に2時間さらされても耐えられることを発見しました。また、高温多湿で6か月間保存した後でも、カプセル化されたビタミンの半分以上が損傷を受けていないことも示した。食物を強化する可能性を実証するために、研究者らは、多くのアフリカ諸国で一般的に消費されているブイヨンキューブに粒子を組み込んだ。彼らは、ブイヨンに混ぜると、2時間煮ても栄養素が損なわれないことを発見しました。「ブイヨンはサハラ以南のアフリカでは欠かせない食材であり、これらの地域の何十億もの人々の栄養状態を改善する重要な機会を提供します」とヤクレネック氏は言う。この研究では、研究者らは培養ヒト腸細胞に粒子を曝露し、細胞に対する影響を測定することで粒子の安全性もテストした。食品の強化に使用される用量では、細胞への損傷は見出されませんでした。より良いクレンジング洗剤によく添加されるマイクロビーズに代わる粒子の能力を調べるために、研究者らは粒子を石鹸の泡と混合した。この混合物は、石鹸だけよりもはるかに効果的に油性マジックやウォータープルーフアイライナーを皮膚から取り除くことができることが判明しました。新しいマイクロプラスチックを混合した石鹸も、ポリエチレンのマイクロビーズを含む洗剤よりも効果的であることを研究者らは発見した。彼らはまた、新しい生分解性粒子が重金属などの潜在的に有毒な元素をよりよく吸収することも発見しました。「これを最初のステップとして使用して、新しいクラスの材料を開発し、既存の材料カテゴリから拡張し、それをさまざまな用途に適用することがどのように可能であるかを実証したいと考えました」と Zhang 氏は言います。エスティ ローダーからの助成金を受けて、研究者らは現在、マイクロビーズを洗浄剤や潜在的に他の用途としてさらにテストすることに取り組んでおり、今年後半に小規模な人体臨床試験を実施する予定だ。彼らはまた、米国食品医薬品局からの GRAS (一般に安全とみなされる) 分類の申請に使用できる安全性データを収集しており、粒子で強化された食品の臨床試験を計画しています。研究者らは、自分たちの研究が健康や美容製品から環境中に放出されるマイクロプラスチックの量を大幅に減らすのに役立つことを期待している。「これは広範なマイクロプラスチック問題のほんの一部にすぎませんが、社会として私たちは問題の深刻さを認識し始めています。この研究は、それに対処する上での一歩を前進させるものです」とヤクレネツ氏は言う。 「ポリマーは私たちの日常生活における無数の用途に非常に便利で不可欠なものですが、欠点もあります。これは、こうしたマイナス面をどのように軽減できるかを示す一例です。」この研究は、ゲイツ財団と米国国立科学財団から資金提供を受けました。 #特定のマイクロプラスチックに代わる新しい生分解性素材 #マサチューセッツ工科大学ニュース