2020 Fiscal Year Research-status Report
Diamond-like carbonの尿路留置カテーテルへの適用
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19K18585
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
和田里 章悟 岡山大学, 大学病院, 医員 (80833277)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Diamond-like carbon / スツルバイト / バイオフィルム / キャピラリーフローセル / 尿路留置カテーテル / 尿路感染症 / 尿路結石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度には、細径カテーテルの内腔にDiamond-like carbon (DLC) コーティングを成膜する事により、カテーテル表面への細菌バイオフィルムの形成および尿路結石の付着を抑制することを示した。
本年度には、コーティング方法を改良し、細径カテーテルの内腔と外面に同時にDiamond-like carbon (DLC) コーティングを成膜する機構を新たに開発、その技術を用いて作成した尿路留置カテーテルを特許出願した。尿路カテーテルは、内腔と外面の両方が尿や細菌に曝露される環境で使用されるため、この成膜機構は非常に重要である。
In vitroの実験では、メタンガスのみで成膜したプロトタイプのDLCコーティングと、酸素ガスでの付加によりカルボキシル基を導入したDLCコーティングとを、それぞれ複数の成膜時間で作成し、細菌バイオフィルム抑制能を比較した。カルボキシル基を導入したDLCコーティングは表面の電位が負に調整されており、細菌細胞膜との電気的斥力を高める効果を期待したが、予想と反して、プロトタイプのDLCのコーティングの方が、高い細菌バイオフィルム抑制効果を示した。成膜時間は、短ければ5分から抗バイオフィルム性は発揮され、20分以上の成膜では効果は一定になった。
成膜時間を20分に設定したプロトタイプのDLCコーティングにおいては細菌バイオフィルム形成に対する抑制効果は14日間以上持続し、コーティングは尿や細菌の曝露下においても、数ヶ月にわたって安定することが示された。つまり、尿路内へ留置した際のDLCコーティング剥離や変性の危険性は無く、長期間にその性能を発揮できる事が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
In vitroで行う実験においては、DLCコーティングを尿路カテーテルに応用するに最適なコーティングの選定と長期間にわたる有効性および耐久性が示されており、十分な成果が得られている。
研究開始時に本年度に行う予定としていた動物実験は、次年度に行う計画へと変更となったが、実験に用いるカテーテル類の作成、評価項目やその方法も含めた詳細な実験計画が完了し準備が整っている。実験はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度には、作成済のDLCコーティング尿路カテーテル（尿道カテーテル、尿管ステント）を用いた動物実験と行い、生体内でのDLCコーティングステントの有用性を検証する。また、DLCコーティングステントの実用化にむけたマイルストーンの設定を行う。
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| Causes of Carryover |
動物実験を行うための購入費用、全身麻酔やその後の飼育にかかる費用を予算に組み込んでいたが、次年度に動物実験を行う予定へと変更をしたために、今年度の実験は当初の見積額よりも安価に実施することができた。次年度に行う動物実験にはブタ1頭につき30万円程度の費用が見込まれ、当該費用から支出する予定である。
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