UV光で多剤耐性菌と戦う

July, 29, 2025, Berlin--Ferdinand-Braun-Institut (FBH)によると、多剤耐性菌 (MDROs) は、抗生物質で治療できないことが多いため、日常の医療行為において大きな課題となっている。
ロバート・コッホ研究所(Robert Koch Institute)によると、ドイツでは毎年40万件から60万件の病院細菌による感染があり、約1万人から2万人が病院の細菌で死亡している。したがって、代替治療オプションが必要とされている。

遠紫外 (UV) スペクトル範囲の光を放射するフェルディナンド ブラウン研究所 (FBH) の発光ダイオード (LEDs) は、新たな機会を切り開いている。235ナノメートル(nm)未満の遠紫外波長範囲は、医療アプリケーションにとって非常に興味深いものである。これらの波長での吸収率が高いため、光は皮膚の生きた層を透過しないため、日焼けよりもダメージが少なくなる。したがって、遠紫外 LEDsは、抗生物質が必ずしも成功するとは限らないこと、つまり有害な微生物、特に MDROs(専門家はこれを根絶と言う)を耐性を発生させることなく殺すことができる。医療用途向けのUVC LEDsの開発に長年の経験を持つFBHの研究グループリーダーDr.Sven Einfeldtは、「これらの非常に短波のLEDにより、効率と性能の点で国際的な記録値を実証することができた。これは真のブレークスルーだった。パートナーとともに、実験室からプロトタイプで実用化へと次のステップを踏み出したいと考えている」と説明している。
ベルリンに本拠を置くこの研究所は、すでに 233 nm UVC LEDs の開発に成功し、それらを使用して人間の皮膚に直接適用されるパネル照射システムの構築に使用している。CharitéのBMFTRが資金提供する2つのプロジェクト、ベルリンメディジン大学とグライフスヴァルト大学(Universitätsmedizin Berlin and Universitätsmedizin Greifswald)で実施された広範な研究により、治療の有効性と皮膚に永続的な損傷を引き起こさないことが確認された。

ビジョン鼻咽頭照射システム – 病原体が現れる場所で病原体と戦うため
ただし、これらの照射システムは外皮の患部にのみ到達する。そのため、当時のテストでは医療専門家のビジョンがさらに野心的だった。「鼻や喉に直接挿入できる出力電力が約1 mWの小型LED照射源が理想的である」と、Charitéの皮膚・性病学・アレルギー科皮膚生理学センタ所長Dr.Martina Meinke教授は言う。「これにより、これまで到達が困難だった生息地のMDROsを不活性化することができる。専用の洗浄ローションやうがい薬で全身を消毒すると、例えばMRSA菌を完全に除去することが可能になる。」臨床的に関連する時間枠内に細菌を減らすこのような鼻咽頭内視鏡は、もはや遠いビジョンではない。Ferdinand-Braun-Institutは、必要な出力電力を供給するためにUVC LEDの開発をさらに進めた。内視鏡に組み込むと、大きな発熱を発生させることなく、必要な照射時間約5分を達成することができる。

国際記録を持つ235 nm UVC LEDs – 医療およびセンサ技術向け
遠紫外 LEDs は、窒化アルミニウム ガリウム (AlGaN) 材料システムを使用しているため、技術的に要求が厳しいが、商用アプリケーションに必要な性能は提供されていない。主にDr.Jens Rassの研究によって推進され、FBHは、1本のファイバからの連続波(CW)動作で遠UVC光で1mWの出力電力という重要なしきい値を超えることに初めて成功した。このマイルストーンにより、防腐剤とセンサ技術への応用が開かれる。この画期的な進歩は、高密度アレイに配置された 235 nm UV MicroLEDを使用して達成された。これにより、従来の遠紫外 LEDs よりも 5 倍多くの光をファイバに結合できる。1平方ミリメートルのチップに最大125,000個のマイクロLEDが配置されているmicroLED自体は、直径がわずか約1.5µmと非常にコンパクトである。これにより、個々のチップからより多くの光を結合できるだけでなく、指向性が向上し、非常に正確になる。コンパクトな設計と高性能により、このようなファイバ結合光源は、多剤耐性細菌の根絶や体腔内の消毒に最適である。したがって、鼻咽頭腔を消毒するための光源のビジョンは手の届くところにある。