マイクロバブルを用いた骨・関節感染症の治療

• Project/Area Number: 18659447
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 阿部 信寛 Okayama University, 医学部・歯学部附属病院, 助教 (80284115)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉鷹 輝仁 国立成育医療センター, 移植・外科研究部, 研究員 (20397897) ; 西田 圭一郎 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (80284058) ; 米澤 朋子 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教 (30304299)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 感染症 / バイオフィルム

Research Abstract

整形外科において骨や手術時に挿入した人工物におこる感染症はしばしば難治性である。この難治性にはバイオフィルムが関与すると言われており、バイオフィルムは抗生剤の効果を減少させ、残存すると感染を再燃させる。マイクロバブルは下水管の洗浄や半導体におけるシリコンウエハーの洗浄に利用されている。マイクロバブルの粒径はバイオフィルムの狭間よりも小さく、バイオフィルムの除去に有用とされる。
昨年度明らかとなったバイオフィルム形成能が高い黄色ブドウ球菌を用いて、バイオフィルムの作成と洗浄の実験を行った。整形外科感染症のモデルとしてポリフィラメントの繊維成分を当初は用いていたが、慢性骨髄炎など生体骨内の環境を再現するためには不十分であったため、連通孔を有する人工骨にバイオフィルムを作成するモデルの検討を行った。連通孔を介して深部にまでバイオフィルムを作成するために陰圧下で培地を浸潤させること、培地にグルコースを混ぜることにより安定したバイオフィルムが作成可能であった。このバイオフィルムを作用させた人工骨を動物に移植することで容易に慢性骨髄炎モデルとすることができた。
また,昨年度から開発を進めてきたマイクロバブル発生装置については、条件の最適化や効率的な発生方法の検討を行ったが、マイクロバブルの持続時間が短かったため洗浄、滅菌が困難であった。そこで人工骨に作成したバイオフィルムのモデルに対してマイクロバブルの洗浄が有用かを検討するために、滅菌状態は維持できないがマイクロバブルを長時間安定して供給できる器械をレンタルし、洗浄実験を行い一定の効果を得た。
今後はオゾンを含有させたマイクロバブルでのin vitroでの洗浄実験と、in vivoでの洗浄実験を行い、臨床応用への研究を継続していく予定である。