Development of a Novel Prevention Method for Catheter-Associated Biofilm Bloodstream Infection Using Ultrasound Energy

• Project/Area Number: 18K18401
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 90130:Medical systems-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: Koibuchi Harumi 自治医科大学, 医学部, 准教授 (20382848)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2019: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 超音波 / バイオフィルム / カテーテル関連血流感染症 / 表皮ブドウ球菌 / 治療 / 感染症 / カテーテル

Outline of Final Research Achievements

The inhibition of biofilm formation by ultrasound irradiation was confirmed throughout the entire period. Biofilm formation inhibition was expected even with weak intensity ultrasound on the 6-well plates. The most useful parameters for inhibition of biofilm formation may be duty ratio and PRT. Irradiation of the catheter lumen and outer wall was also examined.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

病院内では、体内にカテーテルを挿入して治療を行うことも少なくない。このカテーテルに細菌が感染して発症する「カテーテル関連血流感染症」は治療が難しい感染症のひとつであり、発症すれば入院期間の延長や医療費増加にかかわる。また、カテーテルに細菌が感染しバイオフィルムを形成するとさらに治療は難しくなる。本研究は、超音波照射による細菌のバイオフィルム形成阻害効果を検討することによって、このカテーテル関連血流感染症の予防・治療に役立てようとするものである。

Research Products

• [Journal Article] 表皮ブドウ球菌が産生するバイオフィルムの超音波照射による破壊効果 (2020)
  • Author(s): 鯉渕 晴美
  • Journal Title: 超音波テクノ Volume: 32 Pages: 76-78
• [Presentation] 超音波照射による細菌のバイオフィルム形成阻害について ー有効なパラメーターの検討ー (2019)
  • Author(s): 鯉渕 晴美
  • Organizer: 日本超音波医学会関東甲信越地方会
• [Presentation] 低出力超音波パルス治療器を利用したカテーテル関連バイオフィルム血流感染症の新規予防法の開発 (2019)
  • Author(s): 鯉渕 晴美
  • Organizer: 超音波治療研究会
• [Presentation] Inhibitpry effect of early and short time ultrasound irradiation on the biofilm formation of Staphylococcus epidermidis (2018)
  • Author(s): Harumi Koibuchi
  • Organizer: The 13th congress of the asian federation of socieyies for ultrasound in medicine and biology (AFSUMB 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 超音波エネルギーが細菌のバイオフィルム形成阻害に及ぼす影響 (2018)
  • Author(s): 鯉渕 晴美
  • Organizer: 日本超音波医学会第91回学術集会
• [Presentation] 表皮ブドウ球菌が産生するバイオフィルムに対する 超音波照射の影響 (2018)
  • Author(s): 鯉渕 晴美
  • Organizer: 基礎技術研究会