JP2005520807A - 抗バイオフィルム剤としてのｄ−タガトース - Google Patents

Abstract

水性環境中におけるバイオフィルムを破壊するため、および、バイオフィルムの形成を阻止するための方法であって、前記環境と有効量のＤ−タガトースとを接触させることを特徴とする方法を開示する。

Description

本発明は、バイオフィルムが健康、身体、美容および環境に及ぼす害に対抗するために、Ｄ−タガトースを、たとえばチューインガムなどに使用することに関する。

バイオフィルムは、一種類または複数種類のバクテリア、真菌類、藻類および原生動物類が単独で、あるいは混合して形成する微生物の集合体であって、構成生物は水性環境中で互いに接着して表面に膜を形成するか、浮遊する懸濁状態で膜を形成して存在する。バイオフィルムを構成する生物体は、のり状の物質を分泌するが、それは懸濁状態の単細胞として分泌されるのではなく、サイザル麻に似た繊維状アタッチメントを押し出して、きわめて広範囲な物質にアンカー作用を及ぼすことができる。生物、有機および無機物質の表面が、バイオフィルムの形成を受ける。このような表面としては、たとえば、歯、ガム、人間および動物の血管、医療用インプラント材料、土壌粒子、金属、プラスチックなどがある。関係する生物体は、バイオフィルムを形成すると、その形態、挙動および代謝作用を変える。バイオフィルムは、水と接触する表面であれば、ほとんどすべての表面に固着し、成長する。場合によっては、バイオフィルムは浮遊する集合体を形成し、同じく生物体の特性を変える可能性がある。

単一の種類でバイオフィルムを形成するときは、みずから分化して群落を形成しさまざまな影響を及ぼす。バイオフィルムは、多くの場合、正常な機能を妨害して自然系、人工系のいかんを問わず支障をきたす原因となりうる。バイオフィルムがもたらす影響は、循環系または脳の毛細血管を詰まらせて発作を誘発したり、人工弁の心内膜炎を引き起こしたり、あるいは血流を改善するために移植したステントの有効径を狭めたり、人間もしくは動物の口腔にプラークを形成して歯肉炎を引き起こしたり、さらに、産業設備では配管を詰まらせたり、熱交換器の効率を低下させるなど、多岐にわたる。バイオフィルムがもたらす悪影響による年間損失は数１０億ドルにも上る。

バイオフィルムを抑制するより安価でかつ特効的な手段が要望されている。通常の生物抑制製品、たとえば抗菌剤および消毒薬など、その多くは、バイオフィルムの増殖が関係する多くの事例に対抗するには不十分である。

米国公衆衛生局伝染病センターによれば、ヒトへのバクテリアの感染の６５％までが本質的にバイオフィルムに原因があると言う。さらに、バイオフィルムを形成して特性を変える微生物の場合、その微生物が接着または凝集してバイオフィルムを形成すると、通常であれば懸濁培地でその微生物を殺滅する抗生物質の用量でも、極端な場合、その微生物に対して全く効かないことがある。

歯の疾患ではバイオフィルムが重要な役割を演じている。ヒトの歯垢および齲食は、５００種類を超えるバクテリアの活性が原因ではないかと言われている［Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，“Ｏｒａｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ：ｂｉｏｆｉｌｍｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，５４：４１３−４３７，２０００］。同じ種類のバクテリア同士（同一種類内）および異なるバクテリア同士（異種間）の接着、そして口腔表面へのバクテリアの接着は歯垢の形成ならびに齲食および歯周疾患の原因となる大きな要因の一つである。

歯にバイオフィルムが形成されるとき、最初のコロニー形成に関係する主要な菌は連鎖球菌と放線菌である。歯の表面を覆う糖タンパク質の薄膜にこれらの菌が接着することが、歯垢形成の第一段階であるように思われる［Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，“Ｏｒａｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ：ｂｉｏｆｉｌｍｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，５４：４１３−４３７，２０００］。このあと歯肉溝に徐々に蓄積してゆく微生物は、その大部分が嫌気性グラム陰性菌から成り、あとの段階でコロニーを形成する菌として、歯周疾患の開始と進行に中心的な役割を果たすものと考えられている［Ｍｏｏｒｅ Ｗ．Ｅ．，およびＭｏｏｒｅ Ｌ．Ｖ．，“Ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｏｆ ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ”，Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔｏｌ ２０００，５：６６−７７，１９９４］。この蓄積段階でバクテリアは凝集する。増殖を続けるバクテリアを含むプラークが安定である理由は、獲得した薄膜にバクテリアが接着することにあり、最も重要なのは異種間の接着と凝集現象にある。歯垢に存在するバクテリアの種類は不均質であり、臨床条件が、健康状態から歯肉炎を経過して、歯肉炎が進んだ段階に移行するに合わせて徐々に変化する。歯周疾患を開始する可能性がある歯肉の炎症の主要原因であり、最も頻度の高い原因菌は、Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｎｕｃｌｅａｔｕｍであり、その後に続く歯周の破壊における主要病原菌となる場合が最も多い［Ｍｏｏｒｅ Ｗ．Ｅ．および Ｍｏｏｒｅ Ｌ．Ｖ．，“Ｔｈｅ ｂａｃｔｅｒｉａ ｏｆ ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌ ｄｉｓｅａｓｅｓ”，Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔｏｌ ２０００，５：６６−７７，１９９４；Ｂｏｌｓｔａｄ Ａ．Ｉ．，Ｊｅｎｓｅｎ Ｈ．Ｂ．，およびＢａｋｋｅｎ Ｖ．，“Ｔａｘｏｎｏｍｙ，Ｂｉｏｌｏｇｙ，ａｎｄ Ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｎｕｃｌｅａｔｕｍ”，Ｃｌｉｎ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｒｅｖ．，９：５５−７１，１９９６］。Ｆ．ｎｕｃｌｅａｔｕｍは細胞の凝集を仲介する物理的な橋を提供し、それによって、凝集している偏性嫌気性菌を保護する嫌気性の微細な環境を作り出すことに、中心的な役割を果たす［Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，“Ｏｒａｌ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ：ｂｉｏｆｉｌｍｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ”，Ａｎｎｕ．Ｒｅｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．，５４：４１３−４３７，２０００；Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，およびＬｏｎｄｏｎ Ｊ．，“Ａｄｈｅｒｅ ｔｏｄａｙ，ｈｅｒｅ ｔｏｍｏｒｒｏｗ：ｏｒａｌｂａｃｔｅｒｉａｌ ａｄｈｅｒｅｎｃｅ”，Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．，１７５：３２４７−３２５２，１９９３］。Ｆ．ｎｕｃｌｅａｔｕｍは多くの推定歯周病原菌、たとえばＰｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ、Ａｃｔｉｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅｍｃｏｍｉｔａｎｓ、Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｓならびにＴｒｅｐｏｎｅｍａ、ＥｕｂａｃｔｅｒｉｕｍおよびＳｅｌｅｎｏｍｏｎａｓに属するいくつかの菌、と凝集する。

これら歯周病原菌はまた、口臭の主要成分である揮発性硫黄化合物（ＶＳＣ）の形成に関係する主要な菌でもある［Ｑｕｉｒｙｎｅｎ Ｍ．，Ｖａｎ Ｅｌｄｅｒｅ Ｊ．，Ｐａｕｗｅｌｓ Ｍ．，Ｂｏｌｌｅｎ Ｃ．Ｍ．，および ｖａｎ Ｓｔｅｅｎｂｅｒｇｈｅ Ｄ．，“Ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒａｌ ｂａｃｔｅｒｉａ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｌｔｕｒｅ ｍｅｄｉａ”，Ｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｃｅ Ｉｎｔ．，３０：３５１−３５６，１９９９；Ｗａｌｅｒ Ｓ．Ｍ．，“Ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｐｅｐｔｉｄｅｓ ｔｏ ｖｏｌａｔｉｌｅ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ（ＶＳＣ） ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｍｏｕｔｈ”，Ｅｕｒ．Ｊ．Ｏｒａｌ Ｓｃｉ．，１０５：５３４−５３７， １９９７］。健康な歯肉溝に普通存在しないＰ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓと異なり、Ｆ．ｎｕｃｌｅａｔｕｍは歯周疾患の病巣だけでなく、歯肉炎の病巣および健康な歯肉部位に見られる主要菌種の一つである。

歯垢はまた、歯の着色ばかりでなく、歯肉を刺激して、そのあとにつづく歯周疾患にも関係する。現在の研究は、歯周疾患が心臓発作または卒中の原因になる可能性がある血餅形成の引き金になるかもしれないことを示唆している［Ｗｕ Ｔ．，Ｔｒｅｖｉｓａｎ Ｍ．，Ｇｅｎｃｏ Ｒ．Ｊ．，Ｆａｌｋｎｅｒ Ｋ．Ｌ．，Ｄｏｒｎ Ｊ．Ｐ．，および Ｓｅｍｐｏｓ Ｃ．Ｔ．，“Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｐｅｒｉｏｄｏｎｔａｌ ｈｅａｌｔｈ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ ｒｉｓｋ ｆａｃｔｏｒｓ：ｓｅｒｕｍ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎ ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ，Ｃ−ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｒｏｔｅｉｎ，ａｎｄ ｐｌａｓｍａ ｆｉｂｒｉｎｏｇｅｎ”，Ａｍ．Ｊ．Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌ．，１５１：２７３−２８２，２０００］。プラークバクテリアが歯肉の潰瘍化を通して血流に入ると、血餅を引き起こし、血流を妨げるおそれがある。バクテリア間、および、バクテリアと血球との間の接着が、その機構かもしれない。したがって、プラークの形成を抑制すれば、こうした疾患の発症リスクの低下が期待される。

連鎖球菌は補綴心臓弁に凝集してバイオフィルムを形成する可能性がある。心臓弁を交換した場合、通常の外科的処置をしても心内膜炎が発症（弁への感染）することはまれではない。感染するとバイオフィルムが成長し、弁の機能を損なう。こうした場合にとるべき主な処置は感染した弁を交換することである。血管内抗菌剤治療が試みられてきたが、感染している状態の菌の内部細胞に抗菌剤が侵入するのをバイオフィルムが阻止するため、多くの場合、失敗に終わっている。心内膜炎が発症すると、およそ７０％の割合で患者にとって致命的な結果に終わる。

Ｄ−ガラクトースは、歯垢を形成することになる口腔バクテリアの凝集を離散させることが知られている［Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，およびＡｎｄｅｒｓｅｎ Ｒ．Ｎ．，“Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｎｕｃｌｅａｔｕｍ ａｎｄ Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ （Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ） ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ ｂｙ ｌａｃｔｏｓｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｕｇａｒｓ”Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．，５７：３２０４−３２０９，１９８９；Ｓｈａｎｉｚｔｋｉ Ｂ．，Ｈｕｒｗｉｔｚ Ｄ．，Ｓｍｏｒｏｄｉｎｓｋｙ Ｎ．，Ｇａｎｅｓｈｋｕｍａｒ Ｎ．，およびＷｅｉｓｓ Ｅ．Ｉ．，“Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｎｕｃｌｅａｔｕｍ ＰＫ１５９４ ｇａｌａｃｔｏｓｅ−ｂｉｎｄｉｎｇ ａｄｈｅｓｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｍｅｄｉａｔｅｓ ｃｏａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐｅｒｉｏｐａｔｈｏｇｅｎｉｃ ｂａｃｔｅｒｉａ ａｎｄ ｈｅｍａｇｇｌｕｔｉｎａｔｉｏｎ”，Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．，６５：５２３１−５２３７，１９９７］。練り歯磨きまたはうがい薬に添加すれば、この性質は明らかに利点となる。しかし、Ｄ−ガラクトースは練り歯磨きに要求される吸湿性が低い上に、甘みを有さないため口中の感覚は良くない。

Ｄ−タガトースは大量供給可能な（ｆｕｌｌ−ｂｕｌｋ）食品用低カロリー甘味料として開発が進められてきた。化粧品、たとえば練り歯磨きまたはうがい薬、に使用するための開発も行われてきた。これらの用途に対しては「一般的に言って安全と認められた（ＧＲＡＳ）地位」を獲得している。

本発明の最も広い態様によれば、水性環境中におけるバイオフィルムを破壊するため、および、バイオフィルムの形成を阻止するための方法であって、前記水性環境と有効量のＤ−タガトースとを接触させる方法が提供される。

本発明の一つの目的は、バイオフィルムによって引き起こされる歯、歯肉や他の口腔の疾患に対抗して、これを防止するために、チューインガム、硬いキャンデーなどの菓子に広く使用されている甘味料を、全面的にまたは部分的にタガトースで置き換えることを目的とする。本発明の一つの態様においては、タガトースが、バイオフィルムの形成を促進する単糖類、多糖類およびその他の甘味料の代わりとして、チューインガムに使用される。さらに別の目的は、食事において摂取される他の糖によるバイオフィルムの形成を防止するため、有効量のタガトースを使用することである。前記のような糖が原因で形成されるバイオフィルムは、タガトースを含有するガムを噛むことよって破壊し、除去することができる。これは、タガトースを歯および歯肉と接触させることで、タガトースがバイオフィルムを形成する構成バクテリアの凝集を解体するためである。このように、タガトースを含むガムを規則的に使用すれば口腔の空洞にバイオフィルムが形成されるのを予防し、容易かつ快適に口腔内の健康を良好に維持することができる。適用量は、健康食、健康飲料、薬物または化粧品、たとえば練り歯磨き、うがい薬および口紅などとして、体重１ｋｇ当たり０．１ないし１，０００ｇの範囲で与えられる。

本発明の別の態様は、甘味料にＤ−タガトースを使用して、標準的なチューインガム基礎剤からチューインガムを製造することである。Ｄ−タガトースは、甘味料として、単独であるいは他の甘味料と組み合わせてチューインガムに使用することができる。第二の甘味料には、好ましくは、非栄養甘味料、たとえばアスパルテームおよびサッカリンを使用する。

本発明の一つの態様によれば、Ｄ−タガトースは、歯垢を攻撃してそのような歯垢の形成を防止するため、練り歯磨きまたはうがい薬に使用され、それによって、口腔の健康および衛生を改善する。本発明のこの態様によれば、歯垢を除去することで歯は白くなり、そして歯垢を除去することで、口腔の疾患、たとえば齲食または歯肉および歯周の感染症および口臭は防止され、または遅延される。Ｄ−タガトースは練り歯磨きに使用される唯一の湿潤剤とすることもできるし、練り歯磨き中の湿潤剤の約１０％ないし９０％をＤ−タガトースとすることもできる。

本発明の別の態様では、Ｄ−タガトースは、歯垢を攻撃するために、あるいはそのような歯垢の形成を防止するために食料品に添加される形で使用され、それによって口腔の健康および衛生状態を改善する。Ｄ−タガトースは、歯垢を攻撃するために、あるいはそのような歯垢の形成を防止するために他の食料品と共に、あるいは他の食料品なしに、粉末、結晶または液体の形で与えることもできる。

本発明の別の態様によれば、Ｄ−タガトースは、心臓血管性卒中を防止するかもしくはその防止を助けるために、または、心臓血管性卒中を防止するための治療を必要とする患者や他の目的で抗生物質を投与される患者に投与される抗生物質の効果を高めるために、経口投与される。本発明のこの態様によれば、Ｄ−タガトースは、好ましくは体重１ｋｇ当たり１０ないし５００ｍｇの用量で与えられる。Ｄ−タガトースは、体内のバイオフィルムを破壊するために、またはバイオフィルムの形成を阻止するために、対象とする哺乳動物に、粉末、結晶または液体の形で、食物、飲料と組み合わせるか、または、別個に摂取されるようにして、与えることもできる。

本発明の別の態様によれば、商業用および産業用の水系システムに形成されたバイオフィルムを破壊するため、および、バイオフィルムの形成を阻止するための方法は、水系システムにＤ−タガトースの溶液を供給することである。溶液のＤ−タガトース濃度は、１００ないし１０００ｍＭが好ましい。供給は連続的に行うこともできるし、断続的あるいは必要に応じて供給することもできる。

初期コロニー形成菌（連鎖球菌および放線菌）および後期コロニー形成菌（Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｕｍ、Ｐｏｒｐｈｙｒｏｍｏｎａｓ、Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ、Ｖｅｉｌｌｏｎｅｌｌａ、ＣａｐｎｏｃｙｔｏｐｈａｇａおよびＡｃｔｉｎｏｂａｃｉｌｌｕｓ）の両方を含め、１５種類の口腔分離株について、それらの相互凝集能力を試験し、そのあと引きつづいてＤ−タガトースを加えたときの凝集の逆戻り（離散）を調べた。バクテリア株には、ヒトの歯肉溝から採取したものを使用した。凝集の程度は目で見て判定し、凝集が認められないときを０点、凝集が最も著しいときを４点として点数評価した［Ｃｉｓａｒ Ｊ．Ｏ．，Ｋｏｌｅｎｂｒａｎｄｅｒ Ｐ．Ｅ．，および ＭｃＩｎｔｉｒｅ Ｆ．Ｃ．，“Ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ ｏｆ ｃｏａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｈｕｍａｎ ｏｒａｌ ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｉ ａｎｄ ｓｔｒａｉｎｓ ｏｆ Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｖｉｓｃｏｓｕｓ ｏｒ Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓ ｎａｅｓｌｕｎｄｉｉ”，Ｉｎｆｅｃｔ．Ｉｍｍｕｎ．，２４：７４２−７５２．１９７９］。Ｄ−タガトースは、強く凝集する（凝集評価点が２点以上）２８組の試験ペアのうちの１７のペア（６０％）に対して、７０ｍＭ未満の濃度で凝集を完全に離散させた。それに対して、Ｄ−ソルビトールは、試験した凝集ペアに対して、ほとんどまたは全く効果がなかった。Ｄ−タガトースに敏感なこれらの凝集は、Ｄ−ガラクトースに対しても可逆的であった。Ｄ−タガトースは、しばしば歯周疾患に関係する嫌気性グラム陰性菌である初期および後期コロニー形成菌に作用した。

さまざまな口腔バクテリアの組み合わせについて、凝集と、Ｄ−タガトースまたはＤ−ガラクトースを与えたときの凝集の逆戻り（離散）とを調べた。得られた評価点を表１に示す。

Ｆ．ｎｕｃｌｅａｔｕｍ ＰＫ１５９４とＰ．ｇｉｎｇｉｖａｌｉｓ ＰＫ１９２４の間の凝集の位相差顕微鏡写真から、Ｄ−ガラクトースを加えると（最終濃度１４３ｍＭ）菌の凝集塊は、個々の細胞に離散すること、またＤ−タガトースを加えると、高い濃度（最終濃度４００ｍＭ）を必要とするが、同じく菌の凝集塊は個々の細胞に離散した。しかし、Ｄ−ソルビトールは同じ濃度（最終濃度４００ｍＭ）でも菌の凝集塊を離散させなかった。

表２は、プラークの可逆性に対するＤ−ガラクトース、Ｄ−タガトースおよびＤ−ソルビトールの効果を比較したものである。この表から、Ｄ−タガトースは、多少高い濃度ではあるが、Ｄ−ガラクトースとほとんど同じ効果を有することがわかる。それに対して、Ｄ−ソルビトールは、同様に高い濃度でも、可逆特性が明らかに劣ることがわかる。

かくして、Ｄ−タガトースはプラークが成長するのを防止し、歯肉下の微生物叢を変えてすでに形成されているプラークを離散させ、歯肉および歯周疾患ならびに口臭を保存的に抑制する能力を有することが立証される。

バイオフィルムを破壊し、バイオフィルムの形成を阻止するためにＤ−タガトースを添加することができる商用および産業用水システムとして、たとえば冷却水、食料、飲料および工業プロセス水；パルプおよび紙製造システム；牛乳加工工程、醸造滅菌器；淡水システム；空気洗浄システム；油田掘削液および泥；石油回収プロセス；工業潤滑剤；切削液；熱移動システム；ガス洗浄システム；ラテックスシステム；粘土および色素システム；装飾用噴水；取水管；バラスト水タンク；船倉を挙げることができる。それ以外のシステムとしては、発電設備の取水系、湿式化学分析機器、腎臓透析膜およびコイル、ステント、人間および動物に埋め込まれた他のインプラント、エンジン、加圧滅菌前の医療機器の洗浄などを挙げることができる。

（実施例１）歯垢およびそれに関係する口腔疾患を抑制するための、練り歯磨きへのＤ−タガトースの使用：

表３に示す配合処方にしたがって練り歯磨きを調製する。普通のやり方で、好ましくは１日に２ないし３回、そして好ましくは食事後に練り歯磨きを使用する。練り歯磨きは十分に機能を果たすと同時に、味覚も優れている。Ｄ−タガトースを添加することで初期コロニー形成菌および後期コロニー形成菌を引き離し、歯磨剤で歯のエナメル質をクリーニングすることができるようにする。Ｄ−タガトースは、プラークを形成する菌種の凝集を阻止し、新たにプラークができるのを防止する。練り歯磨きを規則正しく使うことで、口内は健康な環境に保たれ、その結果、齲食、歯肉および歯周の疾患および口臭を含め、口腔疾患を防止し、あるいは遅らせることができ、それと同時に心臓発作あるいは卒中のリスクを低く抑えることができる。

（実施例２）歯垢およびそれに関係する口腔疾患を抑制するための、うがい薬へのＤ−タガトースの使用：

表４に示す配合処方にしたがってうがい液を調製する。１日当たり２ないし３回、および／または口腔内をうがいしたいときに、歯および歯肉を洗浄するためうがい薬数ミリリットルを使用する。使用は、歯磨きのあとに行ってもよいし、あとでなくてもよい。うがい薬は優れた味覚と使用感を有する。Ｄ−タガトースを添加すると、後期コロニー形成菌が除去されることで、また、歯磨きに使用される歯磨剤に初期コロニー形成菌がさらされることで、すでにある歯垢は減少する。Ｄ−タガトースは、プラーク形成菌種の凝集を阻止することで新たなプラークの形成も防止する。練り歯磨きを規則正しく使うことで、口内は健康な環境に保たれ、その結果、齲食、歯肉および歯周の疾患および口臭を含め、口腔疾患を防止し、あるいは遅らせることができ、それと同時に心臓発作あるいは卒中のリスクを低く抑えることができる。

（実施例３）歯垢および口腔疾患を抑制するための、食物へのＤ−タガトースの使用：
男女半々から成る４歳から８０歳までの４０名の被験者は、通常の甘味料、たとえばシュークロースおよびフルクトース高含量コーンシロップ（ＨＦＣＳ）で甘みを付けた食料、たとえばケーキ、クッキー、パイ、硬いキャンデー、熱いおよび冷たい穀類、冷たい果実飲料、アイスティー、コーヒーおよびお茶を毎日摂取する。数か月後の検査でこれらの被験者は歯垢指数が高いことが確認され、多くの被験者は歯垢に関連する疾患に罹っていると診断される。この時点で試験食物を切り替え、前記の食物に使用されているテーブルシュガーおよびＨＦＣＳを１対１でＤ−タガトースに置き換えて使用する。甘味剤を変える以外、試験の枠組みに変更はない。３か月目の検査までに、被験者の歯垢指数は大幅に低下し、甘味剤の切り替え前にプラークが関係する口腔疾患を示した被験者も、完全に、あるいはほぼ完全に回復する。

（実施例４）抗生物質の活性の増進へのＤ−タガトースの使用：
脚部にぶどう球菌の病巣を有する女性患者が、口腔ペニシリンの投与を医師から受ける。しかし、望むような治癒効果は現れない。感染部位にプラークが形成されているため、内部の菌は、血流を通して流れる抗生物質から保護されていて、プラークの菌は抵抗性を増す。そこで医師は、ペニシリンの継続服用と平行して、毎日３回の食事のときに、毎回Ｄ−タガトース５ｇを服用するよう指示する。一日後には抗生物質の効き目が現れはじめ、１週間で病巣は消えて患者は治癒する。

（実施例５）人工弁心内膜症の予防：
ある成人女性患者が、感染僧帽弁を除去して人工弁と交換することを必要としている。この種の手術における主たる危険性の一つは、心臓弁部位が、連鎖球菌の感染を受けやすいことであり、この菌が形成するバイオフィルムは、抗生物質から内部の菌を保護するばかりでなく、このような菌が耐性を高めることを可能にする。バイオフィルム感染の進行を防止するため、医師は外科手術の前の３日間ほど患者にタガトースによる治療を施す。患者は、該当する各日において、一日３回の食事のたびにＤ−タガトース１０ｇを消費する。得られるＤ−タガトースの血中レベルは、心臓弁にバイオフィルムが形成されるのを抑止するに十分なレベルである。治療は、手術後一週間まで続けられ、患者は順調に回復の途上にある。感染は回避されている。

（実施例６）卒中の予防：
ある男性患者は、何年もの間に血圧が少しずつ上昇していた。医師はこの患者の血圧が１３５／９０ｍｍＨｇに達したとき、血圧治療薬を投与する。薬物量を少しずつ増量し、新しい薬物を試してみるにもかかわらず、時間と共に血圧は上昇を続け、１４５／１００ｍｍＨｇに達する。ここで医師は卒中の可能性を心配する。血流にプラークが形成され、それが脳に移動し、しばしばそれが原因で卒中が起きることを知り、医師は、それまでの投薬は続けながら一日３回の食事のたびにＤ−タガトース５ｇを摂取する方針を立てる。すでに血流中にできているかもしれないプラークを離散させ、そして新たにプラークができるのを防止することで、卒中のリスクは大幅に解消される。

（実施例７）食品を扱う機械の滅菌：
あるチーズ製造装置は原乳を加工してチーズを製造する。この装置には直接牛乳と接触するチューブ、細管、パイプ、その他の接触面がある。装置の運転と運転の間には、酸および酸化剤を流してすべての表面にこれを接触させそれから滅菌水で洗い流す、標準的な「定置洗浄」（ＣＩＰ）操作を実施する。しかし、微生物プラークが形成されると、プラーク内部の微生物は保護され、菌の一部はＣＩＰを免れて生存しつづけることになる。この問題を克服するため、ＣＩＰを実施する直前に滅菌水に溶かした２００ｍＭ濃度のＤ−タガトースを装置に流し、すべての表面に接触させる最初の工程をＣＩＰに加える。この最初の処理によって、すべてのバクテリアおよび大腸菌の数を規定許容量まで減らすことができる。したがって、Ｄ−タガトース洗浄はＣＩＰ部分から構成される。

（実施例８）
通常ガムに使われるフルクトースをすべてタガトースに代えて、典型的な市販スペアミント・チューインガムを調製する。ここで、タガトースの量はガムの最初の重量の５０％とした。ガムを試験した結果、味は良好であった。２種類の凝集バクテリア（バイオフィルムを形成）の懸濁液にガムのかけらを入れ、その懸濁液を３０秒間攪拌したのち、懸濁液の一滴を取り、顕微鏡写真を撮影した。３７℃に６時間保温したのち、懸濁液を振り混ぜ、再び一滴を取って顕微鏡写真を撮影した。２枚の顕微鏡写真を比較すると、バクテリアの凝集がほとんど完全に壊れ、バイオフィルムが消滅していることがわかった。フルクトースを使用したガムによる対照実験の場合、６時間保温したあとのバクテリアの集団は増加し、凝集の数も密度も増していることが確認された。

（実施例９）
タガトースを５０％含み、他の甘味料は一切含まない硬いキャンデーを調製した。実施例８に記載の実験と同種の実験を行った。得られた結果から、タガトースは、バイオフィルム破壊するのに対して、フルクトースを含有する対照のキャンデーは、バイオフィルムの数量と密度の増加を引き起こしたことから、硬いキャンデーにタガトースを使用することの利点が確認された。

Claims (22)

1. 水性環境中におけるバイオフィルムを破壊するため、および、バイオフィルムの形成を阻止するための方法であって、
   前記環境と有効量のＤ−タガトースとを接触させる、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記Ｄ−タガトースは、食物に添加された形で、または、食物として、別個に与えられる、請求項１に記載の方法。
3. Ｄ−タガトースは、薬物に添加された形で、または、薬物として、別個に与えられる、請求項１に記載の方法。
4. 前記タガトースは、歯垢を破壊するため、および、そのような歯垢の形成を防止するために、練り歯磨きに使用され、それによって口腔の健康および衛生状態を改善する、請求項１に記載の方法。
5. 前記Ｄ−タガトースは、練り歯磨きに使用される唯一の湿潤剤である、請求項４に記載の方法。
6. 前記Ｄ−タガトースは、湿潤剤の約１０％ないし９０％を構成する、請求項４に記載の方法。
7. 前記Ｄ−タガトースは、歯垢を破壊するため、および、そのような歯垢の形成を防止するために、うがい薬に使用され、それによって口腔の健康および衛生状態を改善する、請求項１に記載の方法。
8. 前記Ｄ−タガトースは、既存の歯垢を攻撃するため、および、そのような歯垢の形成を防止するために、食料品に添加された形で、または、単独で与えられ、それによって口腔の健康および衛生状態を改善する、請求項１に記載の方法。
9. 前記Ｄ−タガトースは、心臓血管性卒中を防止するかまたはその防止を助けるための治療を必要とする患者に与えられ、それによって心臓血管性卒中を防止する、請求項１に記載の方法。
10. 前記Ｄ−タガトースは、体重１ｋｇ当たり１０ないし５００ｍｇの用量で与えられる、請求項９に記載の方法。
11. 前記Ｄ−タガトースは、抗生物質の効果を高めるために、抗生物質を与えられる患者に与えられる、請求項１に記載の方法。
12. 前記Ｄ−タガトースは、体重１ｋｇ当たり１０ないし５００ｍｇの用量で与えられる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記Ｄ−タガトースは、粉末、結晶または液体の形で、食物、飲料として、または、食物、飲料と組み合わせるか、もしくは、別個に摂取されるようにして、与えられる、請求項９に記載の方法。
14. 前記Ｄ−タガトースは、粉末、結晶または液体の形で、食物、飲料として、または、食物、飲料と組み合わせるか、もしくは、別個に摂取されるようにして、与えられる、請求項１１に記載の方法。
15. Ｄ−タガトースは、チューインガムの形で与えられる、請求項１に記載の方法。
16. 商業用および産業用の水系システムまたは水系製造システムにおいて、バイオフィルムを破壊するため、および、バイオフィルムの形成を阻止するための方法であって、
    水系システムとＤ−タガトース水溶液とを接触させる工程を含む、
    ことを特徴とする方法。
17. 前記溶液中のＤ−タガトースの濃度は、１００ないし１０００ｍＭである、請求項１６に記載の方法。
18. Ｄ−タガトースは、キャンデーに添加された形で与えられる、請求項１に記載の方法。
19. Ｄ−タガトースは、ダイエットサプリメント製品に添加された形で与えられる、請求項１に記載の方法。
20. Ｄ−タガトースは、ダイエット食品に添加された形で与えられる、請求項１に記載の方法。
21. Ｄ−タガトースは、清涼飲料に添加された形で与えられる、請求項１に記載の方法。
22. Ｄ−タガトースは、ミントに添加された形で与えられる、請求項１に記載の方法。