黄色ブドウ球菌のバイオフィルムに対するヘマトポルフィリンモノメチルエーテル（HMME）を介した低周波・低強度超音波の透過効果
The penetration effect of HMME-mediated low-frequency and low-intensity ultrasound against the Staphylococcus aureus bacterial biofilm
Tao Wang , Wei Ma , Zhinan Jiang , Liangjia Bi
Eur J Med Res. 2020 25:51.
PMID: 33092628 PMCID: PMC7583205 DOI: 10.1186/s40001-020-00452-z
No.2021-25
執筆担当： 関西福祉科学大学 植村 弥希子
掲載：2021年10月4日
【論文の概要】
バイオフィルムは細胞外多糖（EPS）により抗生物質などの外的物質からの抵抗力が高まっており、薬剤による治療が困難である。高強度の超音波はESPを破壊し、バイオフィルムを除去することができる。位峰で低強度の超音波は薬剤と併用することで殺菌効果を増強させる。そこでバイオフィルムに対するヘマトポルフィリンモノメチルエーテル（HMME、光線力学療法に用いられる薬物）との併用効果を検証した。control、HMME単独投与、超音波（25kHz、0.5, 1, 1.5W/cm2、duty cycle 50%）との併用の3群にわけ検討した。結果、1.5W/cm2の超音波でバイオフィルムの破壊が確認された。また、0.5W/cm2と比べ1W/cm2の方が照射開始0.5分後よりHMMEの浸透作用が高かった。また、HMMEと超音波同時投与群ではHMMEの浸透率が高く、より高い濃度を投与できることが明らかになった。
【解説】
バイオフィルム前述した通り、抗生物質などの薬剤治療に抵抗性があり慢性潰瘍では治癒遷延化の一因としてあげられている。近年ではバイオフィルムを可視化させるキットも開発されているが、日本褥瘡学会褥瘡予防・管理ガイドライン1)でもバイオフィルムに対する外用薬は推奨度C1と推奨度は高くない。そこでバイオフィルムを物理的に除去する方法として超音波がフォーカスを浴びており、バイオフィルムの存在が疑われる褥瘡に対して超音波でブリードマンを行った結果、治癒が促進したという報告もある2)。本研究はデブリードマンによる破壊ではなく、超音波のキャビテーション効果を利用した薬剤導入によるバイオフィルムの破壊効果を検証しており、新たな知見が得られたといえる。今後、動物実験等での治癒効果の検証が必要であるが、安全で効果的な薬剤導入方法の確立が期待される。
【引用・参考文献】
1) 日本褥瘡学会、褥瘡予防・管理ガイドライン（第4版）、2015.
2) Mori Y., Nakagami G., Kitamura A, et al. Effectiveness of biofilm-based wound care system on wound healing in chronic wounds. Wound Repair Regen., 2019;27 (5):540-547.