Effect of new antimicrobial photodynamic therapy system on biofilm inhibition

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10140
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Aichi Gakuin University
• Principal Investigator: Hayashi Jun-ichiro 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (30350937)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

In this study, we examined in vitro models to determine whether an antimicrobial photodynamic therapy system using indocyanine green-loaded nanoparticles and a semiconductor laser, which we have been developing independently, has sufficient bactericidal effect against periodontal biofilms. The results showed that the system demonstrated a bactericidal effect of approximately 97% in the model assuming intra-periodontal pocket irradiation, and more than 99% in the model assuming extra-periodontal pocket irradiation. In addition, when the effect of aPDT on gene expressions of the bacteria were investigated, decreased expressions were observed in oxyR and sod, which are oxidative stress response genes, and in luxS, which is related to biofilm formation.

Free Research Field

歯周治療系歯学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々が独自に開発を進めてきたICGナノ粒子を用いた歯肉外部照射法によるaPDTは、すでに人の歯周ポケットに対する臨床研究が進められており、本研究において、実験的にバイオフィルムの細菌抑制に有効であることが確認されたことで、裏付けとなる基礎データの大部分が整うこととなる。aPDTは一般的に、現時点においては、単独処置における臨床成績が十分でないことが報告されており、より高い臨床効果が求められている。今後、臨床研究を重ね、我々の手法がより効果的であることが示されれば、歯周病治療において、薬剤耐性対策や、観血処置が困難な場合の有効なオプションとなることが期待される。