微生物および生化学技術ジャーナル

概要

ヨウ素含有量の経時的減衰とヨウ素支持チタンインプラントの抗菌活性への影響

加藤隆志、白井俊治、山本則夫、西田秀二、林勝弘、竹内昭彦、三輪真治、大谷香織、土屋博之

整形外科用インプラントに関連する感染症は、長期の治療と複雑な介入を必要とすることが多いため、感染リスクの低いインプラントの開発は最優先事項です。抗菌活性のあるヨウ素支持チタンインプラントは、インプラント関連感染症の予防に安全かつ効果的です。しかし、インプラントのヨウ素含有量の経時変化と抗菌活性への影響は調査されていません。さまざまなヨウ素含有量のインプラント（0%、20%、50%、60%、100%、ここで100%は臨床で使用されている現在のインプラントに基づいて13 μg/cm2のヨウ素に相当）を使用して、黄色ブドウ球菌と大腸菌に対するin vitro抗菌活性を調査しました。 10～12 μg/cm2 のヨウ素を添加したチタンインプラントのヨウ素の経時的変化も、ウサギモデル (皮下軟部組織、関節内および骨内部位) を用いて in vitro および in vivo で調査されました。抗菌活性に必要な最小有効ヨウ素濃度と、インプラント 1 年後の残留ヨウ素が測定されました。純チタンインプラントおよび 0% の酸化物層を持つインプラントは抗菌活性を示さなかった。20%、50%、80%、および 100% のヨウ素を添加したチタンインプラントは、用量依存的および期間依存的に変化する in vitro 抗菌活性を示しました。20% 以上のヨウ素を含むインプラントは、24 時間の培養で S. aureus および E. coli コロニーの完全な除去を達成しました。試験管内および生体内実験では、インプラント内のヨウ素が最初は急速に減衰し、その後ゆっくりと減衰するという同様の時間的パターンが示され、1年後には最初のヨウ素含有量の約30%が残存していました。ヨウ素含有量が20%以上のインプラントは十分な抗菌活性を示し、現在のヨウ素支持チタンインプラントは、インプラント後1年経ってもインプラント関連感染を防ぐのに十分な抗菌活性を備えていることを示しています。これらの結果は、整形外科インプラント関連感染を防ぐためのヨウ素支持チタンインプラントの臨床使用を裏付けています。