Effect of new antimicrobial photodynamic therapy system on biofilm inhibition
| Project/Area Number |
19K10140
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
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| Research Institution | Aichi Gakuin University |
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Principal Investigator |
林 潤一郎 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (30350937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 光男 愛知学院大学, 歯学部, 歯学部研究員 (40156790)
長谷川 義明 愛知学院大学, 歯学部, 教授 (70460524)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 抗菌光線力学療法 / バイオフィルム / インドシアニングリーン / 歯周病原細菌 / ナノ粒子 / 歯肉外部照射法 / 酸化ストレス / 緑膿菌 |
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| Outline of Research at the Start |
厚生労働省が示したAMR対策アクションプランにより、抗菌薬の使用制限が求められる中、有効なバイオフィルム抑制法の開発は急務である。申請者らは、バイオフィルム感染症である歯周病について、抗菌薬に変わる新たな治療法として抗菌光線力学療法（aPDT）の研究を行なってきた。独自に開発したインドシアニングリーン封入ナノ粒子を用いたaPDTシステムは浮遊性の歯周病原細菌に対し高い殺菌作用を示した。本研究では、歯周病原細菌バイオフィルムモデルを作成し、それに対する本aPDTシステムの効果を確認する。また、緑膿菌バイオフィルムへの効果についても確認し、口腔領域以外のバイオフィルム感染症への応用を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、独自開発のキトサンコーティングインドシアニングリーン封入ナノ粒子を光感受性物質とした抗菌力学療法（aPDT）を歯周病細菌のバイオフィルムに実施し、その殺菌効果を確認するものである。
本研究では、種々の条件で歯周病バイオフィルムに対してaPDTを実施した。また、aPDTが歯周病細菌の酸化ストレス応答やバイオフィルム形成に関連する遺伝子の発現に与える影響を調べた。
使用した菌種は歯周病原細菌のPorphyromonas gingivalisと初期定着菌であるStreptococcus gordoniiの２菌種である。まずはそれぞれの単独細菌で殺菌効果を確認した。遊細菌状態、バイオフィルム状態で試験を実施したところ、２菌種とも両方の状態で、aPDT群で99％以上の殺菌効果が認められた。次に、２菌種を混合した状態での殺菌効果を確認した。２菌種混合の浮遊細菌系では、それぞれの菌で99％以上の殺菌効果があった。２菌種の複合バイオフィルムにおいても、それぞれの菌で99％以上の殺菌効果を示した。また、我々のaPDTシステムでは、歯肉に見立てた３mm厚の牛肉片をレーザーが透過しても浮遊細菌で殺菌効果が示されることを見出しているため、その状態において、バイオフィルムでも殺菌効果を示すかどうかを確認した。その結果、単独バイオフィルム、混合バイオフィルム共に、aPDT群で有意な殺菌効果を認めた。
遺伝子発現に関する研究では、レーザー照射条件を緩和し、十分な殺菌まで至らない状態でP. gingivalisにおける遺伝子発現を調べた。その結果、酸化ストレス応答遺伝子であるoxyR、sod、バイオフィルム形成に関連するluxSで発現の低下が認められた。しかし、aPDT群だけでなく、ナノ粒子のみでも発現の低下が認められたため、さらに詳細な検討が必要である。
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Report
(5 results)
Research Products
(8 results)
