2020 Fiscal Year Research-status Report
405nmレーザー光と抗菌ペプチドによる骨接合材料使用手術後感染予防法の確立
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20K18742
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| Research Institution | Tsurumi University |
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Principal Investigator |
寺田 知加 鶴見大学, 歯学部, 助教 (40460216)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 405nm青紫色レーザー光 / 抗菌ペプチド / 骨接合材料 / 術後感染予防 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体材料であるチタン（Ti）やポリ-L-乳酸(PLLA)を骨接合材料として使用した手術の術後合併症として術後感染があるが、確実な予防法は確立されておらず、未だ一定数の報告がある。骨接合材料を用いた際の術後感染における抗菌薬に替わる感染予防法の確立を目的に材料表面における405nm青紫色レーザー光照射による細菌の増殖抑制効果および抗菌ペプチドによる材料表面の機能化（抗菌性付与）に関する検討を行っている。耐性菌が出現しにくい405nm青紫色レーザー光と抗菌ペプチドとの相乗効果により骨接合材料を用いた手術の術後感染予防法の確立を目指す検討である。
初年度には405nm青紫色レーザー光照射による表面殺菌効果の検証を各種細菌を用いて行った。まず、骨接合材料として代表的なチタン（Ti）およびポリ-L-乳酸(PLLA)製の直径10㎜、厚さ2㎜の円盤状の試料を作製した。各試料（Tiおよび PLLA）表面にMRSAの原因菌となるStaphylococcus aureusおよび口腔感染症の原因菌であるStreptococcus mutansを播種し、各菌種に適した条件下に培養後、材料表面への各菌種の付着状況をSEMにて経時的に観察し、各菌種に最適な培養条件を決定した。各細菌を各試料上で培養した後、405nm青紫色レーザー光を種々の条件（時間、出力）で材料表面に照射し、各試料表面に付着した各菌種に対する405nm青紫色レーザー光の影響につき検討を行った。各試料においてStaphylococcus aureusおよびStreptococcus mutansについて405nm青紫色レーザー光による増殖抑制効果を認めた。
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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
初年度の予定は概ね予定通りに遂行出来ている。チタン（Ti）およびポリ-L-乳酸(PLLA)製の直径10㎜、厚さ2㎜の円盤状の試料を作製し、各試料表面にStaphylococcus aureusおよびStreptococcus mutansを播種し、材料表面への各菌種の付着状況をSEMにて経時的に観察し、各菌種に最適な培養条件を決定することができた。各試料上で培養後、405nm青紫色レーザー光を種々の条件（時間、出力）で材料表面に照射し、各試料表面に付着した各菌種に対する405nm青紫色レーザー光の影響につき検討を行い、405nm青紫色レーザー光による細菌増殖抑制を効果を示す結果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降、検証を行う対象の細菌を追加するとともにヒトにおいて発現が確認されている抗菌ペプチドであるdefensin familyのうち、とくに皮膚や口腔粘膜で発現し、先行研究がなされているβ-defensin 1およびβ-defensin 3、さらに皮膚損傷時に好中球や表皮細胞からの分泌が増加することが知られているLL-37 (human cationic antimicrobial protein-18)についてMICの結果を元に各細菌に対する抗菌活性を確認する。各菌株を各種濃度の各抗菌ペプチド存在下に培養し、CFU assayを用いて各菌種に対する各抗菌ペプチドの抗菌活性を検証する。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症拡大予防のため緊急事態宣言が発出された影響で細菌を扱う等実務を伴う検討が行えなかった。従って、当初予定していた4菌種のうち2菌種による検討にとどまっているため細菌の購入費、細菌培養用の試薬等の消耗品の購入が遅れてる。
今後検討を行う菌種を追加する予定のため細菌を購入し、培養のための培地や消耗品を購入する予定である。今年度予定している抗菌ペプチドによる機能化についての検討を行うにあたり、抗菌ペプチド作製する費用が必要となる。各抗菌ペプチドでコーティングした試料上で抗菌性についての検討を行うため、培地や培養容器などの消耗品を購入する。
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