手術器具におけるバイオフィルムの定義と対策

米国疾病予防管理センター（CDC）によると、手術器具に付着した致死性バイオフィルムは年間200万件の感染症、9万件の死亡、45億ドルの医療費超過をもたらしています。バイオフィルムは消毒剤や抗生物質に強い微生物が湿った組織や埋め込み医療機器に付着し、薄い膜状に形成されます。

種類

コンタクトレンズ、中心静脈カテーテル、気管チューブ、人工心臓弁、透析・尿道カテーテルなどに急速に増殖するバイオフィルム病原体が付着します。代表的な菌は、Staphylococcus epidermidis、S. aureus、Candida albicans、Pseudomonas aeruginosa、Klebsiella pneumoniae、Enterococcus faecalis などで、これらはカテーテルや歯科治療器具でも確認されています。

形成

宿主組織や表面の水分・栄養量が、付着する細菌の種類、付着速度、バイオフィルムの特性を決定します。数マイクロメートルの薄膜は他の細菌を保護し、温度や血漿・タンパク質の有無に応じて拡散します（CDC「バイオフィルムと医療機器関連感染」）。

治療

免疫力が低下した患者は特にバイオフィルム感染のリスクが高く、即時の静脈内抗生物質（例：バンコマイシン）が必要です。セフェム系コーティングカテーテルはクロルヘキシジン・硫酸銀処理カテーテルに比べ感染率が低下します。局所抗生物質の使用で皮膚由来の病原体の付着を防げます（CDC参照）。

心内膜炎

CDCは、歯科処置や他の侵襲的手術に伴うストレプトコッカス感染が心内膜炎を引き起こすと報告しています。人工心臓弁の植込みは血小板や栄養素を増加させ、バイオフィルム形成を助長します。S. epidermidis のバイオフィルムが人工弁と周囲心組織に付着することが、人工弁心内膜炎の主因です。

消毒剤

緑膿菌（Pseudomonas）さえも消毒剤に対して耐性を示します。従来の殺菌剤は頑固なバイオフィルムを貫通できません。新たに開発されたセラジン系化合物（例：CSA‑13）は、E. coli、P. aeruginosa、Salmonella choleraesuis、MRSA に対する広域抗菌活性を示します（CDC「新しい消毒・滅菌法」）。