研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[中等強度の静磁界は焼結ヒドロキシアパタイト表面の大腸菌および表皮ブドウ球菌に対する殺菌効果をもつ] med./bio.

Moderate intensity static magnetic field has bactericidal effect on E. coli and S. epidermidis on sintered hydroxyapatite.

掲載誌: J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2012; 100 (5): 1206-1217

この研究は、中程度の強度の静磁界(100 mT)ばく露により、グラム陽性菌(S. epidermidis)およびグラム陰性菌(E. coli)の生体材料への付着および増殖挙動が変化するか否かを調べ、合わせて、その殺菌性/静菌性を評価した。ばく露には自作したばく露装置を用い、インビトロの試料に一様な静磁界ばく露を与えた。付着表面として焼結ヒドロキシアパタイトセラミック(生体適合性が最も高い生体材料)およびその対照としてガラスディスク(両者は同様の粗さ値)を用いた。この2つの材料それぞれを細菌と一緒に培地に播き、細菌対数増殖中に、異なるタイムスケールで、磁界(100 mT)ばく露を実施した。その結果、SEM画像の定量分析により、細菌増殖抑制に対する電磁界の影響が確認された;そのような影響のメカニズムを理解するために、細胞の完全性および細胞内膜透過性アッセイを実施したところ、細胞膜損傷を含めた、磁界の殺菌効果が明らかにされた;調査した培養条件下においては、殺菌効果は、大腸菌よりも表皮ブドウ球菌の方が低いことが示された、と報告している。

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研究目的(著者による)

A moderate intensity static magnetic field (100 mT) was applied to understand the bacterial cell adhesion and growth behavior of both gram-positive (Staphylococcus epidermidis) and gram-negative bacteria (Escherichia coli) on a biomaterial surface and also to investigate the bactericidal/bacteriostatic property of the applied magnetic field.

詳細情報

Both sintered hydroxyapatite ceramic and the control samples (glass disc; similar roughness values) seeded with bacteria were exposed to the magnetic field (100 mT) for different durations during logarithmic growth.
Hydroxyapatite is widely known as the most biocompatible and bioactive material among all the synthetic materials. However, one of its major problems is the lack of any antibacterial/bactericidal property. One way to address this problem is the use of an external field, like magnetic field to induce bactericidal/bacteriostatic property.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1:
  • DC/static
ばく露時間: continuous for 30, 60, 120 or 240 min

ばく露1

主たる特性
周波数
  • DC/static
タイプ
  • magnetic field
ばく露時間 continuous for 30, 60, 120 or 240 min
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
ばく露装置の詳細 solenoid consisted of a copper wire (diameter 1.5 mm), coiled into 875 loops; solenoid connected to a DC power supply and placed into an incubator; exposure cavity had a dimension of 17 cm x 15 cm x 4 cm; bacterial suspensions were pipetted on hydroxyapatite or glass discs into a standard plate with four wells, incubated at 37°C and exposed
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 100 mT - 測定値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

Quantitative analysis of the scanning electron microscopy images confirmed the inhibitory effect of the static magnetic field on bacterial growth. The results of the cell membrane integrity as well as the ermeability assays further revealed the disintegration of the bacterial cell membrane with the release of the intracellular material upon the magnetic field exposure. Under the investigated culture conditions, the bactericidal effect was found to be less effective for Staphylococcus epidermidis than Escherichia coli.

研究の種別:

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